太陽能的綜合利用研究

1、1太陽能的綜合利用研究摘要： 目前 太陽能的利用技術(shù)已是當(dāng)今世界各國索取 新能源和利用新能源，進(jìn)行節(jié)能、環(huán)保的重要 研究 項(xiàng)目之 一。本文介紹了國內(nèi)外的節(jié)能政策和法規(guī)， 總結(jié) 了太陽能 在建筑內(nèi)的利用和在其他方面的嘗試，對今后太陽能的利用 和 發(fā)展 提出了一些建議。關(guān)鍵詞： 太陽能 節(jié)能政策 太陽能熱水器 太陽能熱泵 建筑一體化 1 引言 自 1973 年世界性的石油危機(jī)爆發(fā)以來， 能源危機(jī)給人們敲響了警鐘，大家開始關(guān)注占國家全部能源 消耗的 30-40%的建筑能耗的 問題 。1996 年，聯(lián)合國在津巴 布韋召開了“世界太陽能高峰會議”，會后發(fā)表了哈拉雷 太陽能與持續(xù)發(fā)展宣言 ，國際太陽能公約

2、 ，世界太陽能 戰(zhàn)略規(guī)劃等重要文件，進(jìn)一步表明了聯(lián)合國和世界各國對 開發(fā)太陽能的堅(jiān)定決心，要求全球共同行動(dòng)，廣泛利用太陽 能。 2 國內(nèi)外的節(jié)能政策與法規(guī) 1 2.1 我國的節(jié)能政策 與法規(guī) 從我國的國情來看， 建筑節(jié)能是 社會 經(jīng)濟(jì) 發(fā)展的 需要，是減輕大氣污染的需要，是改善建筑熱環(huán)境的需要， 還是發(fā)展建筑業(yè)的需要。 我國從 80 年代中期開始推行建筑節(jié) 能，當(dāng)時(shí)確定的第一個(gè)建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，即民用建筑節(jié) 能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn) （ 采暖居住建筑部分 ） （JGJ26-86）， 用于采暖居 住建筑， 節(jié)能率為在 19801981年當(dāng)?shù)赝ㄓ迷O(shè)計(jì)能耗標(biāo)準(zhǔn)水 平的基礎(chǔ)上節(jié)能 30%。1995 年 12 月建2

3、設(shè)部發(fā)布了第二個(gè)標(biāo)準(zhǔn) JGJ26-95 ，以取代第一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。 1996 年 9月，建設(shè)部在北京 發(fā)布了建設(shè)部建筑節(jié)能“九五”計(jì)劃和 2010 年規(guī)劃 以及 建筑節(jié)能技術(shù)政策 文件。 1997 年 2 月 18 日建設(shè)部、 國家 計(jì)委、國家經(jīng)貿(mào)委、國家稅務(wù)局發(fā)文推行節(jié)能 50%的JGJ26-95 ， 由建設(shè)部批準(zhǔn)的 采暖居住建筑節(jié)能檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)（JGJ132-2001） 于 2001 年 6 月 1 日起實(shí)施。 1998 年 1 月 1 日施行的 中華人 民共和國節(jié)約能源法是指導(dǎo)全國節(jié)能的大法，也是 中國 建筑節(jié)能工作的立法依據(jù)。 2.2 國外的節(jié)能政策與法規(guī) 各發(fā) 達(dá)國家都把對建筑節(jié)能的要求體現(xiàn)在

4、建筑規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)中，他 們每過幾年就修訂一次建筑標(biāo)準(zhǔn)。 近 20 多年來， 每次修訂標(biāo) 準(zhǔn)都將節(jié)能要求提高一步，從而推動(dòng)節(jié)能工作逐步發(fā)展。例 如美國， 據(jù)有關(guān)資料顯示， 美國在 70 年代就制定了一系列的 建筑節(jié)能法規(guī)，如新建建筑節(jié)能暫行標(biāo)準(zhǔn) 、新建筑節(jié)能 設(shè)計(jì)及評價(jià)標(biāo)準(zhǔn) 。1978 年制定了五項(xiàng) 法律 ：公益事業(yè)管理 政策法（PURPA）電力 工業(yè) 燃料使用法（PIFUA）、能源稅法 （ETA）、天然氣政策法（NGPA）、國家節(jié)能政策法（NECPA）統(tǒng) 稱國家能源法。 1986 年美國制定的節(jié)能新標(biāo)準(zhǔn)中的主要措施 是普遍降低室內(nèi)溫濕度的標(biāo)準(zhǔn)，改善維護(hù)結(jié)構(gòu)的隔熱、保溫 性能。1989 年 ASH

5、RA 制定的除低層住宅以外的新建建筑物 的節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)(ASHRAE/IESNA 90.1-1989) 以及新建低 層住宅建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)(ASHRAE 90.2-1993) ，全國性的 節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)還有由美國建筑官員理事會制訂的 簡明能源規(guī)范 (ModelEnergy Code 1993) 。 3 太陽能在建筑內(nèi)的利用 一般說來，太陽3能在建筑中的利用主要是在建筑中采取一定 措施利用太陽能進(jìn)行冬季采暖或夏季制冷。趙敬源，邱永亮 等人 2 、高芳葳 3 、陸維德4 等分別研究了太陽能 在建筑中的 應(yīng)用 。3.1 主動(dòng)式太陽能建筑 主動(dòng)式太陽能建 筑是通過高效集熱裝置來收集獲取太陽能，然后由熱媒將熱

6、 量送入建筑物內(nèi)的建筑形式。它對太陽能的利用效率高，不 僅可以供暖、供熱水，還可以供冷，而且室內(nèi)溫度穩(wěn)定舒適，日波動(dòng)小，在發(fā)達(dá)國家應(yīng)用非常廣泛。 但因?yàn)樗嬖谥O(shè)備 復(fù)雜、 先期投資偏高，陰天有云期間集熱效率嚴(yán)重下降等缺 點(diǎn)，在我國長期未能得到推廣。3.1.1 太陽能熱水器系統(tǒng)由 于將太陽能轉(zhuǎn)化為溫度不太高的熱水，只要用簡單的裝置即 可實(shí)現(xiàn)，因而被廣泛采用。供應(yīng)熱水可以采取集中的方式， 也可以用于單獨(dú)的住宅中。集中供應(yīng)熱水，需要有一定的場地和基建投資，經(jīng)濟(jì)效益較高，適用于人口較集中的城鎮(zhèn)。 單獨(dú)供應(yīng)熱水，設(shè)備簡單，不需要專門的管理人員，在城鎮(zhèn) 和鄉(xiāng)村均可采用。目前在我國市場上常見的太陽熱水器有

7、以 下幾類：(1) 平板太陽熱水器。 它由平板集熱器與熱水箱組成， 一般采用 自然 循環(huán)運(yùn)行方式。(2) 真空管熱水器。 它由多支 玻璃真空集熱管直接插入水箱構(gòu)成， 一般采用自然對流換熱；每支真空集熱管與水箱插孔間放置硅橡膠制成的密封圈。真 空集熱管的熱損系數(shù)小，故用它做成的太陽熱水器在冬季有 較好的熱性能，適合在北方地區(qū)使用。 （3） 悶曬式熱水器。它 是集熱與貯熱合二為一的整體式熱水器，一般由二至三個(gè)涂 黑的圓筒組成，以結(jié)構(gòu)簡單、造價(jià)較低為特色，缺點(diǎn)是夜間 散熱大，熱水不能過夜使用，在冬季也不能用。它在 農(nóng)村 有較大的推廣面。平板4集熱器、玻璃真空管和家用太陽熱水 器的技術(shù)條件均有國家標(biāo)準(zhǔn)

8、。平板太陽集熱器熱性能試驗(yàn) 方 法 GB/T4271-2000（ 為原標(biāo)準(zhǔn)GB/T4271-84 的修訂版 ） 平板太 陽 集 熱 器 產(chǎn) 品 技 術(shù) 條 件GB/T6424-1997（ 為 原 標(biāo) 準(zhǔn) GB/T6424-86 的修訂版 ） 全玻璃真空集熱管 GB/17049-1997 全 玻璃真空管太陽集熱器GB/T17683-1999 家用太陽熱水器的熱 性能試驗(yàn)方法GB12915-1991 3.1.2 太陽能熱泵采暖系統(tǒng)太 陽能熱泵采暖系統(tǒng)是利用集熱器進(jìn)行太陽能低溫集熱，然后 通過熱泵，將熱量傳遞到溫度為35­­-50 C 的采暖熱媒中去。冬季太陽輻射量較小，環(huán)境溫度很低，使 用熱泵則可以直