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摘要：太阳能采暖在北方比较流行，一方面节约了能源，另一方面在节约能源的同时，达到了冬季采暖的目的。但是，由于太阳能采暖存在几个技术障碍，太阳采暖效果并不理想，有的甚至不起任何作用。其实，解决这些技术障碍并不难。下面就针对这个问题展开探讨。
关键词：太阳能 采暖 问题 事项
太阳能采暖系统是指以太阳能作为采暖系统的热源，利用太阳能集热器将太阳能转换成热能，供给建筑物冬季采暖和全年其他用热的系统。太阳能采暖可分为主动式和被动式两种方式。被动式太阳能采暖通过建筑的朝向和周围环境的合理布置，内部空间和外部形体的巧妙处理，以及建筑材料和结构构造的恰当选择，使建筑物在冬季能充分收集、存储和分配太阳辐射热。主动式太阳能采暖系统主要由太阳能集热系统、蓄热系统、末端供热采暖系统、自动控制系统和其他能源辅助加热、换热设备集合构成，相比于被动式太阳能采暖，其供热工况更加稳定，但同时，投资费用也增大，系统更加复杂。随着经济和社会的发展，主动式太阳能采暖开始大规模应用。
一、国外应用现状
欧洲、北美对太阳能供热（热水、采暖）系统的工程应用已有几十年历史，过去主要用于单体建筑内的小型系统，近十余年来，包括区域供热在内的大型太阳能供热采暖综合系统的工程应用有较快发展。德国是应用太阳能供热技术较早的国家，太阳能采暖技术已经在德国居住区供热设置改造和配套建设中得到广泛推广和应用；欧洲大多数国家都积极鼓励支持利用太阳能，对安装太阳能装置的家庭实行补贴政策，一般补贴为系统造价的20－50％；以色列80％住宅装有太阳能热水器，政府以立法形式规定高度27米以下新建住宅必须安装太阳能热水器。丹麦Marstal太阳能供热采暖工程是世界上最大的太阳能供热采暖系统，太阳能集热器设置在大面积空地上，集热器面积1.83万m2，与社区热力网连接，1996年建成运行，年热负荷28GWh/年，同时使用2100m3水箱、4000m3水容量砂砾层及10000m3地下水池蓄热。
2、国内应用现状
我国太阳能产业发展很快，截至2006年，我国太阳能热水器年生产能力达到1500万平方米，在用太阳能热水器总集热面积达1亿平方米，生产量和使用量居世界第一。虽然我国太阳能热水器应用已经相当广泛，但太阳能采暖工程应用却处于起步阶段，已建成的都是单体示范建筑。
近年的太阳能采暖建设项目中，比较集中和有代表性的是北京周边郊区县新民居的太阳能采暖工程。由于农村住宅相对分散，密度低，不宜采用投资大，维护水平高的集中供暖模式，而传统的燃煤取暖方式又存在效率低、污染环境、费用较高等问题，在农村推广安全环保、运行费用低的太阳能采暖系统符合新农村建设的客观要求。太阳能采暖所需的集热面积远大于太阳能热水系统，安装位置要求较大，对于高层建筑或居住密度较大的城区存在安装建设条件不足的问题，限制了应用，而农村住宅一般建筑容积率较低，没有明显遮挡，具备建设太阳能采暖项目的良好条件。北京平谷区新民居太阳能采暖工程项目进展较早，有很多成功应用的经验。
现在，我就太阳能采暖存在的两个技术障碍谈谈解决方案。
二、冬季太阳能采暖需解决的问题
1、太阳能采暖不能自动循环问题
一般情况，解决太阳能不能自动循环就是加个水泵，助推热水循环，但是，用水泵加压一方面噪声大，给环境带来声音污染，另一方面也因用电造成了不必要的浪费。有没有解决太阳能采暖不能自动循环的办法呢？
太阳能水箱里的水，表面上看都是热水，其实，热水是分上、中、下三个层次。上层最热，中层温度稍低，下层比中层又稍低。所以，如果人们把太阳能水箱的出热口，改到水箱中间偏上，不能自动循环的问题就解决了。
有人认为，太阳能采暖，把太阳能设备安装得越高越好，因为设备越高，压力越大。事实上并非如此，因为，太阳能设备自循环的原理在于水的热胀冷缩，冷热水相互运动，形成的自循环系统。如果太阳能采暖设备安装得过高，改变了热水上行的运动规律，反而失去了自循环功能。失去自循环功能，唯一的解决途径就是安水泵加压。
2、太阳能采暖回路（凉水）结冰问题
太阳能采暖回路，也就是凉水进入水箱的水管，特别是接近水箱处，最容易结冰，导致回路堵塞，失去凉水供水能力，同时失去太阳能采暖的自循环能力。一般情况，人们解决这个问题的办法是加添电热丝，保持回路有一定温度，避免结冰。这种解决办法不仅浪费电，而且，因停电或电热丝失灵，或天气过冷，电热丝达不到抗寒的温度，回路照样结冰。
解决这个问题的办法，其实很简单，焊接一段热、凉水一体管，也就是说，凉水管在里，热水管再外，问题就彻底解决了。其它管段加厚保温层就行了。
3、太阳能采暖地暖的布设
多数人认为，地暖的水管越粗采暖效果越好，其实并非如此。一般情况有小指粗就可以了。但是，进热水和回路，一定要接成串连，而地暖的分布，却以并联为宜，这样可以加快热水流动速度，提高采暖效果。需要注意的是，太阳能产热量越大、热水相对地暖管路存有的水量比率越大，采暖效果越好。
三、冬季太阳能采暖的注意事项
1、集热面积的设计，靠考虑整个冬季建筑物需要的一个平均热量，集热设备配的大，造价高，浪费设备和资金，配的数量少达不到节能效果。所以配置面积非常重要。
2、考虑热量储备，时间性很强，白天充足，夜间是零，和我们需要采暖的过程从时间上是完全相反的。但是由于建筑物有热惰性，在配合一定的蓄热设备，我们完全有能力把热惰性产生的时间差人为的改变和调节，使之和我们的需要想符合！热惰性在采暖的设计过程中非常重要！
3、采暖和地板采暖相结合能够达到最节能的采暖系统！
真空管式热水器工作原理：真空管吸热-循环泵循环-保温水箱-控制系统-用户。
真空管式热水器，利用真空管集热，最大限度的实现光热转换，经微循环把热水传送到保温水箱里，通过专用管路至蓄热水箱。然后经采暖泵进入室内散热系统（地盘管或散热片），达到采暖的目的。控制系统把自来水通过控制阀，控制仪等送至集热器以达到自动化控制。辅助加热系统已备阴、雨、雪天使用，节电90%。并自动化运行。
管道设计：工程联接管材的设计特别重要，如果系统管道设计不合理容易出现水头阻力太大，出水量小，热水供应量不足，有时可能出现热水短路等问题。严重的影响了系统的正常运行，管道设计上尽量要求水路平衡，管道口径要求与系统设计匹配，计算管道合理流量。
辅助能源：集热器是靠天吃饭，如果遇到阴雨雾雪天气光照不足，集热器无法获取足够的能量，这时工程不能满足正常用水要求，这时需要第二能源作为辅助。一般工程选择电加热管、电锅炉、燃气锅炉、燃油锅炉等辅助能源设备，设备型号选用要考虑到阴雨雾雪最大热水需求量，必免影响正常的热水需求，同时又要实现投资的经济合理性。
控制系统：电气控制是工程的重要组成部分，它可以实现热水工程的智能化控制，比如：自动上水，水满自停，显示水温水位，自动或定时电加热、定时出水、管道循环以及增压等控制。控制系统选用特别重要，因为电气有一定的不稳定性，故障率较高，需要特别维护。控制系统要求正规厂家进行生产，这样才有系统质量保证。降低系统故障率，提高工程的整体性能。
补水系统：工程能够提供出连续不断的热水，这就须要有充足的水源进行补充。一般采用浮球箱作为补水工具，浮球箱可以起到限流限压作用，对工程补水稳定，安全可靠。在北方寒冷季节，需要对浮球箱进行保温必要时在内部增加电加热，保证冷水能够及时补充，不影响系统正常运行。
参考文献：
1、于国清。建筑物太阳能供热与空调的技术经济分析。长沙：湖南大学，2003。
2、竟峰、王婧、张旭：寒冷地区太阳能炕采暖系统[J];低温建筑技术;2006年03期
关键词：太阳能 采暖 问题 事项
太阳能采暖系统是指以太阳能作为采暖系统的热源，利用太阳能集热器将太阳能转换成热能，供给建筑物冬季采暖和全年其他用热的系统。太阳能采暖可分为主动式和被动式两种方式。被动式太阳能采暖通过建筑的朝向和周围环境的合理布置，内部空间和外部形体的巧妙处理，以及建筑材料和结构构造的恰当选择，使建筑物在冬季能充分收集、存储和分配太阳辐射热。主动式太阳能采暖系统主要由太阳能集热系统、蓄热系统、末端供热采暖系统、自动控制系统和其他能源辅助加热、换热设备集合构成，相比于被动式太阳能采暖，其供热工况更加稳定，但同时，投资费用也增大，系统更加复杂。随着经济和社会的发展，主动式太阳能采暖开始大规模应用。
一、国外应用现状
欧洲、北美对太阳能供热（热水、采暖）系统的工程应用已有几十年历史，过去主要用于单体建筑内的小型系统，近十余年来，包括区域供热在内的大型太阳能供热采暖综合系统的工程应用有较快发展。德国是应用太阳能供热技术较早的国家，太阳能采暖技术已经在德国居住区供热设置改造和配套建设中得到广泛推广和应用；欧洲大多数国家都积极鼓励支持利用太阳能，对安装太阳能装置的家庭实行补贴政策，一般补贴为系统造价的20－50％；以色列80％住宅装有太阳能热水器，政府以立法形式规定高度27米以下新建住宅必须安装太阳能热水器。丹麦Marstal太阳能供热采暖工程是世界上最大的太阳能供热采暖系统，太阳能集热器设置在大面积空地上，集热器面积1.83万m2，与社区热力网连接，1996年建成运行，年热负荷28GWh/年，同时使用2100m3水箱、4000m3水容量砂砾层及10000m3地下水池蓄热。
2、国内应用现状
我国太阳能产业发展很快，截至2006年，我国太阳能热水器年生产能力达到1500万平方米，在用太阳能热水器总集热面积达1亿平方米，生产量和使用量居世界第一。虽然我国太阳能热水器应用已经相当广泛，但太阳能采暖工程应用却处于起步阶段，已建成的都是单体示范建筑。
近年的太阳能采暖建设项目中，比较集中和有代表性的是北京周边郊区县新民居的太阳能采暖工程。由于农村住宅相对分散，密度低，不宜采用投资大，维护水平高的集中供暖模式，而传统的燃煤取暖方式又存在效率低、污染环境、费用较高等问题，在农村推广安全环保、运行费用低的太阳能采暖系统符合新农村建设的客观要求。太阳能采暖所需的集热面积远大于太阳能热水系统，安装位置要求较大，对于高层建筑或居住密度较大的城区存在安装建设条件不足的问题，限制了应用，而农村住宅一般建筑容积率较低，没有明显遮挡，具备建设太阳能采暖项目的良好条件。北京平谷区新民居太阳能采暖工程项目进展较早，有很多成功应用的经验。
现在，我就太阳能采暖存在的两个技术障碍谈谈解决方案。
二、冬季太阳能采暖需解决的问题
1、太阳能采暖不能自动循环问题
一般情况，解决太阳能不能自动循环就是加个水泵，助推热水循环，但是，用水泵加压一方面噪声大，给环境带来声音污染，另一方面也因用电造成了不必要的浪费。有没有解决太阳能采暖不能自动循环的办法呢？
太阳能水箱里的水，表面上看都是热水，其实，热水是分上、中、下三个层次。上层最热，中层温度稍低，下层比中层又稍低。所以，如果人们把太阳能水箱的出热口，改到水箱中间偏上，不能自动循环的问题就解决了。
有人认为，太阳能采暖，把太阳能设备安装得越高越好，因为设备越高，压力越大。事实上并非如此，因为，太阳能设备自循环的原理在于水的热胀冷缩，冷热水相互运动，形成的自循环系统。如果太阳能采暖设备安装得过高，改变了热水上行的运动规律，反而失去了自循环功能。失去自循环功能，唯一的解决途径就是安水泵加压。
2、太阳能采暖回路（凉水）结冰问题
太阳能采暖回路，也就是凉水进入水箱的水管，特别是接近水箱处，最容易结冰，导致回路堵塞，失去凉水供水能力，同时失去太阳能采暖的自循环能力。一般情况，人们解决这个问题的办法是加添电热丝，保持回路有一定温度，避免结冰。这种解决办法不仅浪费电，而且，因停电或电热丝失灵，或天气过冷，电热丝达不到抗寒的温度，回路照样结冰。
解决这个问题的办法，其实很简单，焊接一段热、凉水一体管，也就是说，凉水管在里，热水管再外，问题就彻底解决了。其它管段加厚保温层就行了。
3、太阳能采暖地暖的布设
多数人认为，地暖的水管越粗采暖效果越好，其实并非如此。一般情况有小指粗就可以了。但是，进热水和回路，一定要接成串连，而地暖的分布，却以并联为宜，这样可以加快热水流动速度，提高采暖效果。需要注意的是，太阳能产热量越大、热水相对地暖管路存有的水量比率越大，采暖效果越好。
三、冬季太阳能采暖的注意事项
1、集热面积的设计，靠考虑整个冬季建筑物需要的一个平均热量，集热设备配的大，造价高，浪费设备和资金，配的数量少达不到节能效果。所以配置面积非常重要。
2、考虑热量储备，时间性很强，白天充足，夜间是零，和我们需要采暖的过程从时间上是完全相反的。但是由于建筑物有热惰性，在配合一定的蓄热设备，我们完全有能力把热惰性产生的时间差人为的改变和调节，使之和我们的需要想符合！热惰性在采暖的设计过程中非常重要！
3、采暖和地板采暖相结合能够达到最节能的采暖系统！
真空管式热水器工作原理：真空管吸热-循环泵循环-保温水箱-控制系统-用户。
真空管式热水器，利用真空管集热，最大限度的实现光热转换，经微循环把热水传送到保温水箱里，通过专用管路至蓄热水箱。然后经采暖泵进入室内散热系统（地盘管或散热片），达到采暖的目的。控制系统把自来水通过控制阀，控制仪等送至集热器以达到自动化控制。辅助加热系统已备阴、雨、雪天使用，节电90%。并自动化运行。
管道设计：工程联接管材的设计特别重要，如果系统管道设计不合理容易出现水头阻力太大，出水量小，热水供应量不足，有时可能出现热水短路等问题。严重的影响了系统的正常运行，管道设计上尽量要求水路平衡，管道口径要求与系统设计匹配，计算管道合理流量。
辅助能源：集热器是靠天吃饭，如果遇到阴雨雾雪天气光照不足，集热器无法获取足够的能量，这时工程不能满足正常用水要求，这时需要第二能源作为辅助。一般工程选择电加热管、电锅炉、燃气锅炉、燃油锅炉等辅助能源设备，设备型号选用要考虑到阴雨雾雪最大热水需求量，必免影响正常的热水需求，同时又要实现投资的经济合理性。
控制系统：电气控制是工程的重要组成部分，它可以实现热水工程的智能化控制，比如：自动上水，水满自停，显示水温水位，自动或定时电加热、定时出水、管道循环以及增压等控制。控制系统选用特别重要，因为电气有一定的不稳定性，故障率较高，需要特别维护。控制系统要求正规厂家进行生产，这样才有系统质量保证。降低系统故障率，提高工程的整体性能。
补水系统：工程能够提供出连续不断的热水，这就须要有充足的水源进行补充。一般采用浮球箱作为补水工具，浮球箱可以起到限流限压作用，对工程补水稳定，安全可靠。在北方寒冷季节，需要对浮球箱进行保温必要时在内部增加电加热，保证冷水能够及时补充，不影响系统正常运行。
参考文献：
1、于国清。建筑物太阳能供热与空调的技术经济分析。长沙：湖南大学，2003。
2、竟峰、王婧、张旭：寒冷地区太阳能炕采暖系统[J];低温建筑技术;2006年03期