摘 要

在世界经济高速发展的今天，对能源的需求无法减少，因此寻找出能够代替传统能源的新能源。其中，太阳能作为20世纪以来技术发展最为迅速的能源形式逐渐广泛地应用于生活中。本文通过计算南京某栋建筑的散热量设计太阳能集热器及暖气片，建立一整套太阳能采暖系统。该系统以水为循环介质，板芯上的高吸收率的膜层吸收太阳光的能量后加热铜管中的循环水，而后循环水流入蓄热水箱。水箱中上部的热水与流经换热器的采暖循环水进行热交换后流经暖气片，向屋内散热，维持室温。整个系统结构简单，设备运行的安全性能高，完美实现了建筑与太阳能系统的结合。

关键词：太阳能采暖 集热器 铜铝复合暖气片 蓄热水箱

Indoor heating system based on solar energy

Abstract

In the rapid development of the world economy today, the demand for energy can not be reduced, so to find a new energy can replace the traditional energy sources. Among them, solar energy as the 20th century, the most rapid development of the form of energy gradually applied to life in a wide range. This paper calculates a set of solar heating system by calculating the solar collector and radiator of the heat dissipation of a building in Nanjing. The system uses water as the circulation medium, and the high absorption layer on the core absorbs the energy of the sunlight and heats the circulating water in the copper tube, and then the circulating water flows into the storage tank. Water tank in the upper part of the hot water and heat exchanger through the heat exchange after the heat exchange through the radiator, to the house heat, to maintain room temperature.The whole system has the advantages of simple structure, high safety performance of equipment operation and perfect combination of building and solar energy system.

Key Words: Solar; Solar Heating; Collector; Radiator; Storage tank

目 录

摘要 ………………………………………………………………………………I

Abstract………………………………………………………………………II

第一章 绪论………………………………………………………………………1

1.1 引言…………………………………………………………………………1

1.2 太阳能室内采暖系统的研究现状…………………………………………2

1.2.1 太阳能热利用及热储能方式…………………………………………2

1.2.2太阳能集热器研究进展………………………………………………3

1.2.3 太阳能采暖系统………………………………………………………4

1.3 太阳能室内采暖系统的实验现状…………………………………………6

1.3.1 主动式太阳能采暖系统………………………………………………6

1.3.2 被动式太阳能采暖系统………………………………………………8

1.4 研究目标和意义……………………………………………………………8

1.4.1 太阳能采暖系统存在的问题…………………………………………8

1.4.2 发展太阳能采暖技术的措施…………………………………………8

1.4.3 本课题的意义…………………………………………………………9

1.5结语…………………………………………………………………………9

第二章 太阳能热水采暖系统概述…………………………………………10

2.1太阳能集热器简介………………………………………………………10

2.2暖气片概述………………………………………………………………11

2.3系统运行方式……………………………………………………………12

第三章 太阳能热水采暖系统设计 …………………………………………13

3.1建筑物热负荷计算………………………………………………………13

3.1.1 建筑物概况…………………………………………………………13

3.1.2 室内外设计参数……………………………………………………13

3.1.3 采暖热负荷计算……………………………………………………14

3.2太阳能集热系统设计计算………………………………………………15

3.2.1 太阳能集热器的选择与安装………………………………………15

3.2.2蓄热水箱的设计计算………………………………………………19

3.3辅助热源的确定…………………………………………………………20

3.4室内采暖系统设计及计算………………………………………………20

3.4.1 暖气片型号及数量的确定…………………………………………21

3.4.2 暖气片在房间里的布置……………………………………………24

3.5系统循环泵的设计………………………………………………………25

3.5.1 太阳能集热系统循环泵……………………………………………25

3.5.2 供热侧循环泵设计…………………………………………………27

3.6补水系统水处理设备的选择……………………………………………30

第四章 结论与展望……………………………………………………………31

4.1结论………………………………………………………………………31

4.2展望………………………………………………………………………31

参考文献…………………………………………………………………………32

致谢………………………………………………………………………………34

第一章 绪 论

1.1引言

资源是祖先留给我们的最为珍贵的宝藏，是人类社会在不断向前发展的过程中不可或缺的动力。由2016年全球能源耗率调查显示，石油仍然是目前难以被取代的能源形式，最高可占比全世界总能耗的32.9%，工业用煤在全球消耗能源中高达29.2% ^[1]。综合看来，传统能源在当今社会的发展中占据不可代替的地位，人类对于能源的需求和利用不断地推动着历史的进程向前发展。但是，由于人类在挥霍这些财富时的不知节制，自然环境正遭受着难以恢复的破坏且可用资源也日益枯竭。近年来，北方冬季持续雾霾、北京沙尘暴、草原耕地退化就是人类过度开发资源，滥用资源最好的佐证。

纵观全球，我国是最大的发展中国家，担负着促进全球经济发展的责任，而近年来我国经济迅速腾飞，GDP跻身世界前列，对于能源的需求也随之急剧增长。《中国能源报告2016》^[2]指出，我国能源消费总量43亿吨标煤，比上年增长0.9%，进入新世纪以来最低增速。过于粗放的发展方式对环境造成严重影响，寻求可持续发展方式迫在眉睫。2016政府工作报告明确要求，今年二氧化碳，氮氧化合物排量分别下降3%，重点地区细颗粒物（PM2.5）浓度持续下降^[3]。不可否认的是，太阳能是新能源开发中十分重要的能源形式。而太阳以太阳光的形式每年向地球释放的热量可达5.31×10⁹GJ，相当于全球能源耗量的5000倍还多^[4]。所以，如果我们能够攻克太阳能能量密度低的技术难题，高效地收集这些能量，就能有效解决全球资源紧缺的问题。

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