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【摘要】本文从我国能源结构及环境状况出发，指出发展太阳能热利用是节约常规能源的有效途径之一，通过对国内外太阳能热水器应用现状的论述及太阳能热水器的应用效益分析，指出太阳能热水器的使用可有效减少化石燃料的消耗，减轻环境污染，同时对太阳能热水器的发展趋势做出了展望。
【关键词】能源；太阳能热水器；效益
Analysis of energy efficiency on solar-water-exchanger
Wang xiao-hua，Ao yong-an，Pei-xin
(Shenyang Architectural University Municipal and Environmental Engineering SchoolShenyangLiaoning110168)
【Abstract】This paper presents that development of solar energy in heating utilization is one of effective ways to save fossil-fuel energy, according to the energy source figures and environment in our country。By analysis of the use of solar-heated water system in the world，and the effectiveness of the system，we find that use of the solar-water-exchanger can reduce the dissipation of the fossil-fuels，and eliminate the pollutants in the Earth。The paper also proposes the trends and ways in developing the solar-water-exchanger.
【Key words】Energy；Solar-water-exchanger；Effectiveness
1.我国的能源结构及环境状况
我国是一个人口众多，资源匮乏的国家。我国人口居世界第一，能源资源总量居世界第三，人均能源占用量低于世界平均水平的一半，能源消耗总量仅低于美国，位列世界第二位。我国的能源效率约为30%，低于发达国家10%。随着经济的快速发展，未来20年我国能源需求将比现在增长一倍，我国将面临十分严重的能源问题［1］。
我国的能源结构是煤炭约占70%，过多依赖煤炭造成严重的环境污染，增加环境保护的压力。目前我国温室气体排放量占全世界总排放量的10%以上，SO2排放量居世界第一，造成的酸雨覆盖面积已达全国国土面积的40%。2006在被监测的559个城市中，有349个城市空气质量达到二级以上（含二级）标准，占被监测城市数的62.4%；有159个城市为三级，占28.4%；有51个城市为劣三级，占9.1%［2］。日前，在联合国公布的不适宜居住的约20个城市中，有16个在中国［1］。
2． 发展太阳能热利用是节约常规能源的有效途径之一
我国有着十分丰富的太阳能资源，年日照时间大于2000小时的地区约占全国面积的三分之二，西北一些地区日照时间超过3000小时，辐射总量在330～836万KJ/m2，全国太阳能资源90%以上地区大于4200~5400MJ/（m2.a）以上［3］。太阳能是一种辐射能，对环境无任何污染，是资源丰富，无需运输，又可免费使用的可再生能源。
太阳能热利用是将太阳的辐射能转换成热能供热用户使用，其中太阳能热水器是太阳能热利用的典型代表，在世界各地得到广泛应用。太阳能热水器是一种节能产品，它在我国的推广应用，可以节约常规能源，缓解我国化石能源资源不足的压力，减轻环境污染，为我国带来良好的经济效益和社会效益。
3． 国内外太阳能热水器的應用现状
太阳能热水器应用较好的国家有西班牙、以色列、意大利、希腊、德国、荷兰、澳大利亚、日本、美国等国家。一些国家利用太阳能热水器除了提供家庭热水外，还用于采暖、空调及泳池加热等领域，其中美国的太阳能热利用主要用于泳池加热。
目前太阳能热水器已在我国城乡开始推广使用，主要供应生活和洗浴热水，我国已成为世界上最大的太阳能热水器生产国和应用国。
4.太阳能热水器应用效益分析
4.1太阳能热水器、电热水器、燃气热水器经济效益比较。与电热水器、燃气热水器相比，太阳能热水器一次性投资较大，制约了人们购买太阳能热水器的热情，但通过计算却发现，购买太阳能热水器的增加投资可以在太阳能热水器使用年限内通过节约煤气费、电费得到补偿，而且在相同热水用量的情况下，使用太阳能热水器最经济。
以每天将100升水从10℃升高到45℃所需能耗进行比较计算(1)总能量：Q=Cpm△T=4.18×100×(45-10)=14630 KJ
式中：Q——该热水系统运行需要的能量（KJ）
Cp——水的定压热容（Cp=4.18KJ/Kg•℃）
△T——水的温升（热水温度与冷水温度之差）
m——水的质量（kg）。
4.2太阳能热水器环境效益。太阳能热水器的推广使用将带来显著的环境效益。我国以煤为主要能源，煤燃烧后产生的污染物主要有SO2 、CO2、烟尘等，太阳能热水器每平方米集热面积平均年节能量约为125Kg标准煤，每年可减排CO2 90Kg、SO2 2.5Kg、粉尘25Kg，对环境起到了保护的作用［1］。
4.3太阳能热水器的社会效益。化石燃料的大量消耗，产生严重的环境污染。在能源开发和使用过程中，造成水土流失、植被破坏、物种减少；燃烧产生的有害物质，污染生物赖以生存的大气和土壤，危害人类的健康。每年我国都投入大量资金用于污染防治，2007年，全国环境污染治理投资为3387.6亿元，比上年增加32.0%，占当年GDP的1.36%［4］。
太阳能热水器的应用，减少了燃煤的使用量，减少燃煤产物粉尘、SO2、CO2等污染气体的排放，减轻大气污染，净化人类生活空间，对人们的身心健康大有益处。减少温室气体CO2的排放，可减缓气候变暖，保护地球环境，促进人与自然的协调发展,对整个社会将产生巨大的影响。
5． 太阳能热水器应用展望
据报告，我国是世界上最大的太阳能热水器生产国和应用国。2007年产量达2340万m2(16380MWth), 增长速度约为30%；全国太阳能热水器的使用量约为10800万m2（75600MWth）占世界使用量的40%；每1000人的太阳能热水器使用面积为50m2左右，列世界第10位［5］。
2007年，我国电热水器、燃气热水器、太阳能热水器市场占有率分别为42.30%、19.20%、38.50%，太阳能热水器市场占有率已经超过燃气热水器，仅次于电热水器。随着能源价格的上涨、人们环保意识的增强、国家相关优惠政策的出台，太阳能热水器的市场占有率必将逐年增长。
我国对太阳能热水器发展规划为：2010年实现年产量3000万m2，保有量15000万m2，千人拥有量109m2；到2020年，实现保有量30000万m2，使用面积约200m2/ 1000人。按2007年太阳能热水器保有量10800万m2计算，到2020年，有19200万m2的增长空间，在国家政策的支持下，太阳能热水器的发展空间巨大［6］。
参考文献
［1］刘长滨等．太阳能建筑应用的政策与市场运行模式，中国建筑工业出版社，2007年1月
［2］全国环境统计公报(2007年)
［3］左然等．可再生能源概论，机械工业出版社，2007年8月
［4］《2007年国民经济和社会发展统计公报》
［5］罗振涛 霍志臣 2007中国太阳能热水器行业发展状况报告 太阳能 2008：1：2-3
［6］中国太阳能热水器产业发展纲要 中国太阳能产业资讯 2009.1
［文章编号］1006-7619（2009）04-30-302
【关键词】能源；太阳能热水器；效益
Analysis of energy efficiency on solar-water-exchanger
Wang xiao-hua，Ao yong-an，Pei-xin
(Shenyang Architectural University Municipal and Environmental Engineering SchoolShenyangLiaoning110168)
【Abstract】This paper presents that development of solar energy in heating utilization is one of effective ways to save fossil-fuel energy, according to the energy source figures and environment in our country。By analysis of the use of solar-heated water system in the world，and the effectiveness of the system，we find that use of the solar-water-exchanger can reduce the dissipation of the fossil-fuels，and eliminate the pollutants in the Earth。The paper also proposes the trends and ways in developing the solar-water-exchanger.
【Key words】Energy；Solar-water-exchanger；Effectiveness
1.我国的能源结构及环境状况
我国是一个人口众多，资源匮乏的国家。我国人口居世界第一，能源资源总量居世界第三，人均能源占用量低于世界平均水平的一半，能源消耗总量仅低于美国，位列世界第二位。我国的能源效率约为30%，低于发达国家10%。随着经济的快速发展，未来20年我国能源需求将比现在增长一倍，我国将面临十分严重的能源问题［1］。
我国的能源结构是煤炭约占70%，过多依赖煤炭造成严重的环境污染，增加环境保护的压力。目前我国温室气体排放量占全世界总排放量的10%以上，SO2排放量居世界第一，造成的酸雨覆盖面积已达全国国土面积的40%。2006在被监测的559个城市中，有349个城市空气质量达到二级以上（含二级）标准，占被监测城市数的62.4%；有159个城市为三级，占28.4%；有51个城市为劣三级，占9.1%［2］。日前，在联合国公布的不适宜居住的约20个城市中，有16个在中国［1］。
2． 发展太阳能热利用是节约常规能源的有效途径之一
我国有着十分丰富的太阳能资源，年日照时间大于2000小时的地区约占全国面积的三分之二，西北一些地区日照时间超过3000小时，辐射总量在330～836万KJ/m2，全国太阳能资源90%以上地区大于4200~5400MJ/（m2.a）以上［3］。太阳能是一种辐射能，对环境无任何污染，是资源丰富，无需运输，又可免费使用的可再生能源。
太阳能热利用是将太阳的辐射能转换成热能供热用户使用，其中太阳能热水器是太阳能热利用的典型代表，在世界各地得到广泛应用。太阳能热水器是一种节能产品，它在我国的推广应用，可以节约常规能源，缓解我国化石能源资源不足的压力，减轻环境污染，为我国带来良好的经济效益和社会效益。
3． 国内外太阳能热水器的應用现状
太阳能热水器应用较好的国家有西班牙、以色列、意大利、希腊、德国、荷兰、澳大利亚、日本、美国等国家。一些国家利用太阳能热水器除了提供家庭热水外，还用于采暖、空调及泳池加热等领域，其中美国的太阳能热利用主要用于泳池加热。
目前太阳能热水器已在我国城乡开始推广使用，主要供应生活和洗浴热水，我国已成为世界上最大的太阳能热水器生产国和应用国。
4.太阳能热水器应用效益分析
4.1太阳能热水器、电热水器、燃气热水器经济效益比较。与电热水器、燃气热水器相比，太阳能热水器一次性投资较大，制约了人们购买太阳能热水器的热情，但通过计算却发现，购买太阳能热水器的增加投资可以在太阳能热水器使用年限内通过节约煤气费、电费得到补偿，而且在相同热水用量的情况下，使用太阳能热水器最经济。
以每天将100升水从10℃升高到45℃所需能耗进行比较计算(1)总能量：Q=Cpm△T=4.18×100×(45-10)=14630 KJ
式中：Q——该热水系统运行需要的能量（KJ）
Cp——水的定压热容（Cp=4.18KJ/Kg•℃）
△T——水的温升（热水温度与冷水温度之差）
m——水的质量（kg）。
4.2太阳能热水器环境效益。太阳能热水器的推广使用将带来显著的环境效益。我国以煤为主要能源，煤燃烧后产生的污染物主要有SO2 、CO2、烟尘等，太阳能热水器每平方米集热面积平均年节能量约为125Kg标准煤，每年可减排CO2 90Kg、SO2 2.5Kg、粉尘25Kg，对环境起到了保护的作用［1］。
4.3太阳能热水器的社会效益。化石燃料的大量消耗，产生严重的环境污染。在能源开发和使用过程中，造成水土流失、植被破坏、物种减少；燃烧产生的有害物质，污染生物赖以生存的大气和土壤，危害人类的健康。每年我国都投入大量资金用于污染防治，2007年，全国环境污染治理投资为3387.6亿元，比上年增加32.0%，占当年GDP的1.36%［4］。
太阳能热水器的应用，减少了燃煤的使用量，减少燃煤产物粉尘、SO2、CO2等污染气体的排放，减轻大气污染，净化人类生活空间，对人们的身心健康大有益处。减少温室气体CO2的排放，可减缓气候变暖，保护地球环境，促进人与自然的协调发展,对整个社会将产生巨大的影响。
5． 太阳能热水器应用展望
据报告，我国是世界上最大的太阳能热水器生产国和应用国。2007年产量达2340万m2(16380MWth), 增长速度约为30%；全国太阳能热水器的使用量约为10800万m2（75600MWth）占世界使用量的40%；每1000人的太阳能热水器使用面积为50m2左右，列世界第10位［5］。
2007年，我国电热水器、燃气热水器、太阳能热水器市场占有率分别为42.30%、19.20%、38.50%，太阳能热水器市场占有率已经超过燃气热水器，仅次于电热水器。随着能源价格的上涨、人们环保意识的增强、国家相关优惠政策的出台，太阳能热水器的市场占有率必将逐年增长。
我国对太阳能热水器发展规划为：2010年实现年产量3000万m2，保有量15000万m2，千人拥有量109m2；到2020年，实现保有量30000万m2，使用面积约200m2/ 1000人。按2007年太阳能热水器保有量10800万m2计算，到2020年，有19200万m2的增长空间，在国家政策的支持下，太阳能热水器的发展空间巨大［6］。
参考文献
［1］刘长滨等．太阳能建筑应用的政策与市场运行模式，中国建筑工业出版社，2007年1月
［2］全国环境统计公报(2007年)
［3］左然等．可再生能源概论，机械工业出版社，2007年8月
［4］《2007年国民经济和社会发展统计公报》
［5］罗振涛 霍志臣 2007中国太阳能热水器行业发展状况报告 太阳能 2008：1：2-3
［6］中国太阳能热水器产业发展纲要 中国太阳能产业资讯 2009.1
［文章编号］1006-7619（2009）04-30-302