小型别墅太阳能供暖系统设计+CAD图纸(2)
4 太阳能集热系统 . 17
4.1 太阳能集热器 . 17
4.1.1 集热器选型 .. 18
4.1.2 集热器平均集热效率的计算 .... 19
4.1.3 集热器总面积的计算 . 20
4.1.4 集热器布置 .. 21
4.2 太阳能蓄热水箱选型 .... 21 iii
5 供暖系统管道水力计算与保温 .. 22
5.1 水力计算步骤 . 22
5.2 循环水泵选型 . 25
5.3 管道的防腐与保温 ... 25
5.3.1 室外管道的防腐 .... 25
5.3.2 室外管道的保温 .... 26
5.3.3 室内管道的防腐与保温 .. 26
5.4 保温材料的选择 .. 26
5.5 管道保温施工 . 27
5.6 设计总结 .... 27
6 结论 . 28
致谢 .... 29
参考文献 . 30 建筑太阳能供暖系统设计 1
1 绪论
1.1 太阳能供暖的概述
太阳能作为一种可再生的清洁能源已经受到了人们的广泛关注，随着环境的持续恶
化，低碳、绿色的人居环境已经成为了全球可持续发展的远景目标。根据人们居住的自
然环境的需要，建筑供暖是许多高寒地区必须面对的高能耗行业，大量的热能需求使能
源使用逐年上升，由最初的煤炭供暖，到近年来的燃气供暖，无一不是在大量消耗着基
础能源的前提下完成的[1]
。因此，寻求一种新的供暖方式，以节约能源、保护环境为中
心，以清洁型可再生能源替代传统能源，成为现代建筑供暖的新趋势。
太阳能供暖系统，就是用太阳能集热器收集太阳辐射并转化成热能，以液体作为传
热介质，以水作为储热介质，热量经由散热部件送至室内进行供暖，太阳能采暖一般由
太阳能集热器、储热水箱、连接管路、辅助热源、散热部件及控制系统组成。
太阳能供暖系统与常规能源供暖系统的主要区别，在于它是以太阳能集热器作为热
源，替代或部分替代以煤、石油、天然气、电力等作为能源的锅炉。太阳能集热器获取
太阳辐射能而转化的热量，通过散热系统送至室内进行采暖；过剩热量储存在储热水箱
中内；当太阳能集热器收集的热量小于供暖负荷时，由储存的热量来补充；若储存的热
量不足时，由备用的辅助热源提供。主要特点有[2]
：
（1）季节性使用明显，系统利用率低；
（2）供热需求量大，供暖季随时间变化明显；
（3）系统热媒温度根据不同的供暖工况而变化；
（4）冬季需热量大，太阳能辐射量少，夏季需热量小，太阳能辐射量大。
在建筑中进行太阳能供暖的意义，大致可以归纳为以下几个方面。
1.替代常规能源。现在社会目前消费的能源，包括建筑用的能源，主要是煤炭、石油
和天然气等化石燃料。这些常规的化石燃料资源有限，是不可再生的，终究是要枯竭的。
我们应该清醒认识，早做准备，既要采取各种节能措施，努力提高能源利用效率，又要积
极开发利用新源。建筑能耗在社会总能耗中占有相当大的比重，我国已占到1/4以上，而
且随着经济的不断发展，这个比重还将进一步增长。因此，在建筑中利用太阳能进行采暖，
能够部分替代常规能源供暖，对减少我国常规能源的消耗，优化我国能源结构，都将具有
非常重要的意义。
2.减少环境污染。人类对化石燃料的大量开采和使用，是造成环境污染的主要因数。
在建筑中利用太阳能进行供暖，可以减少使用化石燃料产生的污染物的排放量，对于减轻