国外太阳能热利用.pdf

- 1 - 国外太阳能供暖漫谈国外太阳能供暖漫谈 甄霞1 尹纲领 (1 山东建筑工程学院热能学院,地址:济南市临港开发区泉港路 邮编 250101) [摘 要][摘 要] 本文简单介绍了国外一些国家对太阳能热利用的情况，指出在对太阳能的热利用中，家用热水器已成为一项成熟的技术在各国得到广泛推广 在太阳能与建筑相结合的过程上，各国在被动式太阳房研究较早，而在主动式太阳房方面研究的较少 [关键词][关键词] 主动式太阳系统 被动式太阳系统 0 前言 0 前言 能源与环境问题日益严峻,为避免发生能源危机,各国充分意识到利用可再生能源的重要性,而太阳能资源不仅是一种取之不尽、用之不竭的资源，而且清洁、无污染，近年来，各国对太阳能的利用也越来越多对太阳能的利用分为光利用和热利用，本文仅谈一下各国对太阳能热利用的情况 1 1 日本对太阳能的热利用 日本对太阳能的热利用 日本是一个能源贫乏又能耗很大的国家，1974 年日本政府制订了“阳光计划” ，大力开发太阳能技术，近十年来太阳能热利用技术得到迅速发展 太阳能热水系统在日本太阳能热利用中占有很大比重1990 年底在日本运行的热水系统已达到700 万台，其中大多数是单户的热水系统，13%的家庭热水均由太阳能供给。

日本的太阳能集热器性能处于世界前列，矢崎公司是最早研究太阳集热器的公司之一日本各公司根据自己集热器特点，研制出不同的热水器，如自然循环热水器、热管式家用热水器、新型强制循环式热水器、阳台用热水器等 将太阳能与建筑相结合也是日本近年来对太阳能热利用的一个方面在主动式太阳能系统中，常用的有太阳能热泵系统与制冷系统系统中作用效果显著的是单效双效组合型冷冻机当得到太阳能时用太阳能加热，按单效方式运行当不能获得太阳能时用蒸汽或余热加热，按双效方式运行供暖制冷自动切换在被动式太阳能利用中重视使用选择性透过材料和选择性吸收材料，以调节建筑物的热工参数如将选择性铝箔用于被动太阳房的Trombe墙，水鼓蓄热墙，热虹吸集热装置都能起到很好的温度调节作用并且还注意热水器与屋面建筑的一体化，大株组技术研究所主楼和上智大学图书馆均为太阳能被动与主动相结合、太阳能与常规能源相结合的典范上智大学图书馆屋顶上设置765平方米平板集热器制取的热水， 冬季用来加热3300平方米的地板用于采暖，夏季用于冷冻机的运转曾获美国冷暖房冷冻空调学会能源最优秀奖，是目前世界上单位建筑面积消耗能量最少的超省能大楼 - 2 - 2 2 美国对太阳能的热利用 美国对太阳能的热利用 美国对太阳能热水器的研究也处于世界前列。

生产各类太阳能热水器厂家200多家，年销售额10亿美元以上近年来美国研制出很多高效热水器，如箔膜集热器、箔膜定日镜、箔膜抛物面盆式聚光器、直接吸收式集热器、锥式集热器、太阳电池和空气集热器结合的平板集热器 在太阳能采暖技术方面，美国处于研究领先地位1976年5月，美国在新墨西哥州召开第一次被动太阳能会议以后每年召开一次，出版有丰富内容的文献1980年出版了被动太阳房手册此后，还建立了许多示范建筑在主动太阳房的研究领域，最早的主动太阳房是本世纪40年代，美国麻省理工学院进行利用太阳能集热器作为热源的供暖、空调研究而建成的Ⅰ到Ⅳ号实验太阳房70年代以后，又有科罗拉多州丹佛市的洛夫太阳房建成这说明太阳能供暖、空调系统在技术上是完全可行的，但由于投资巨大，推广不及被动太阳房直到90年代，开发出更加高效的太阳能集热器和吸收式制冷机、热泵机组，应用范围才得以扩大 3 3 法国对太阳能的热利用 法国对太阳能的热利用 1973年的石油危机，使法国意识到能源问题的重要性，于1974年颁布了G系数规范，规定了新建房屋最低的保温标准，这为应用太阳能提供了前提1982年法国政府又实施了第二个建筑热性能参数规范——B系数规范， B系数规范的实际意义在于规定了在补偿房屋热损失时所允许消耗常规能源的最大比例，其余部分由“无偿能源”补偿，主要是太阳能。

实施B系数规范的节能量为每年约二十万吨标准油B系数规范只规定了房屋应达到的标准，并未限定实现这些目标的手段和方法这实际是被动式太阳房的基本思想八十年代以来，被动太阳房在法国太阳能实验研究中取代主动太阳房占了主导地位，1987年以来，法国实施C系数规范，旨在鼓励使用主动式太阳房与太阳能热水器20世纪80年代中期，法国着手研究太阳能组合系统，即同时供暖与供热水，并推出一种“直接太阳地板（AP） ”的系统，并于1992年进入市场 法国有一新的建筑学派“生态节能学派” ，建议设计师在设计建筑面时，考虑南向大面积开窗，推荐采用集热型节能墙体，即墻体外侧用玻璃覆盖，两者之间有空隙，透过玻璃进入的太阳辐射热被储存在墙体中，冷空气流经墙体时就被加热后引入室内目前科技人员已把太阳房从被动接收太阳能转化为主动吸纳太阳能，虽然目前太阳房投资较高，还有一些问题，但是政府积极鼓励人们使用太阳能不过自1999年以来太阳能热水器才开始在国内部分推广，2002年法国出台政策，为了鼓励人们使用太阳能热水器，法国政府每年投资１２２０万欧元，宣传使用太阳能热水器的好处，培训太阳能热水器安装修理人员，并对购买使用太阳能热水器的国民给予经济补贴。

4 4 德国对太阳能的热利用 德国对太阳能的热利用 德国在太阳能热利用方面首先是对建筑材料的性能研究德国科学家发明了两种采用- 3 - 光热调节的玻璃窗一种是太阳能温度调节系统，白天采集建筑物窗玻璃表面的暖气，然后把这种太阳能传递到墙和地板的空间存储，到了晚上再放出来；另一种是自动调整进入房间的阳光量，如同变色太阳镜一样，根据房间设定的温度，窗玻璃或是变成透明或是变成不透明 1993年在德国的费莱堡建成的德国第一座能源自给的太阳能住宅,采取了各种利用太阳能的措施,如太阳能发电、热泵、氢气贮能器以及各种隔热建筑材料和方法在房顶装有太阳能电池板、平板集热器和蓄热水箱采用了透明隔热幕墙，冬季几乎不需要附加的采暖能量另外，还设有回收热的机械通风系统和隐蔽在地下的热交换器，可使传输到室外的空气温度降的很低太阳能热水器可提供生活用热水，燃料电池的余热可补充生活热水的不足另外，在费莱堡还有一座最有趣、最先进的北极熊仿生建筑，采用蜂房式人工隔热材料，冬季更容易吸收阳光得热，又能很好的抑制热量的散失夏季将建筑物正面的玻璃罩板与隔热层之间的自动反卷帘拉下来，当利用阳光不足时，对室内加热时，氢气燃烧器将热风补充到送风中。

全年制取的氢贮存起来太阳能电池直接把阳光转化成电能，电能驱动一个电解器，把水电解成氢和氧，用氢和氧可以烧饭，启动应急暖气设施等德国建筑师特多·特霍斯特建造了一所旋转式住宅，该住宅的太阳能电池始终对着太阳，在屋顶上的热水集热器用于供给地板采暖，寒冷的日子由一个煤气加热器补充供暖 关于主动式采暖的研究，是1997投入市场使用的的太阳能组合系统（DM系统） ，它的主要特点是在采暖储水箱内设有两个热分层器，用于增强储水箱内的热分层 德国主要的能源消费不在于用电，而在于取暖 据德国电力经济协会统计，德国平均每个家庭把其大约87％的能源用于房屋取暖和制取热水因此，增加太阳能的使用能够明显减少燃料消费但是由于使用太阳能采暖的费用偏高，对消费者的吸引力太小，迄今为止，太阳能取暖技术还没有被大规模推广 由于政府加大了资助额度，2002年共安装了集热面积50万平方米的太阳能集热器，使投入运行的太阳能集热器的集热器面积达到了约500万平方米 5 5 英国对太阳能的热利用 英国对太阳能的热利用 英国是从 1973 年的石油危机开始研究建筑的节能的他们大力推广被动太阳房，在伯明翰郊区，有个太阳能村，其中有个二层住宅是太阳能示范样板房。

采取了一系列措施利用太阳能，其中包括在向阳的墙面建太阳室、在向阳面布置太阳能吸热板、加大向阳面的窗户面积、提高保温性能、在室内玻璃上加涂料使冬季热量利于吸收等，制取的太阳能用于供热水、采暖、照明、通风等 近年来，英国通过优惠的税收政策鼓励居民建设“绿色住宅” ，太阳能产业成为发展最迅速的产- 4 - 业之一据英国太阳能产品公司的资料显示，对太阳能产品的需求的上升不仅来自个工业行业，而且也来自于更多的居民家庭专家预计，在原油价格不断上涨的今天，太阳能等新型能源将最终成为世界最佳的能源来源 6 6 希腊对太阳能的热利用 希腊对太阳能的热利用 希腊的太阳能资源十分丰富，其太阳能热水器的普及率很高，全国有60多家太阳能热水器生产厂家全国累计安装的太阳能集热器面积达500万平方米，占欧洲总安装面积的50% 希腊是个中等发达的工业化国家，经济实力不是很强，在建筑中大多采用被动太阳系统，以达到节能目的近年也进行了主动式太阳房的研究工作，主要用于工业低温热水系统，温室的采暖与土壤加热系统，住宅用热水系统和新型低成本家用热水器的开发另外，还积极参与有关主动太阳能系统的欧洲标准及国际标准的起草工作于1989年建成的太阳能村，是由希腊和德国两国政府的合作项目，该村住宅部分采用被动太阳能系统，部分采用主动太阳能系统，采用各种方式利用太阳能，几年的运行表明，太阳能系统为供暖节能60~70%，为生活热水节能90%。

7 7 结束语 结束语 本文简单介绍了国外一些国家对太阳能热利用的情况， 总的说来， 对太阳能的热利用中，家用热水器已成为一项成熟的技术在各国得到广泛推广 在太阳能与建筑相结合的过程上，各国在被动式太阳房研究较早， 并在建筑材料的性能方面做了大量的工作， 取得一定成果而在主动式太阳房方面研究的较少，还没有得到大面积推广 参考文献： [1]王如竹，基于太阳能热利用的生态建筑能源技术，建筑热能通风空调，2004，23（1） ，1~11 [2]马德光，太阳能利用技术的广泛前途，广西节能，1997（1） ，23~24 [3]苑金生，国外节能建筑对太阳能的利用，节能，1996（5） ，26~29 。