国内外太阳能热水系统应用比较

国内外太阳能热水系统应用比较

摘要: 从应用现状、供水系统、集热系统、传热系统、蓄热系统、辅助热源、

集热器与建筑物的结合、运行控制、激励政策等多个方面,对国内外太阳能热水

系统的应用情况作简要比较。指出国内太阳能热水系统应在集热、传热、蓄热、

集热器与建筑物的结合、运行控制等领域作进一步探索。

关键词：太阳能热水系统 集热系统 传热系统 蓄热系统

正文：随着经济和社会的不断发展,石油、天然气和煤炭等常规能源的短缺问题

越来越明显,人们利用可再生能源的需求日益迫切。同时,随着国际上要求减少

CO2等温室气体排放的呼声越来越高,人们对使用清洁能源的意愿不断增强。因

此,作为主要的清洁和可再生能源,在世界范围内,太阳能正被日益广泛地得到应

用和研究。然而,由于技术、工艺、经济和政策的不同,国内外在太阳能热水系统

的应用上还存在较大差异。作为世博中心项目太阳能热水系统设计的前期技术准

备,我们根据国际能源组织(InternationaEnergy Agency)2005、2006、2007版

年度报告、美国能源部有关技术指导资料,以及目前应用较成功的80个欧洲项目

和27个中国项目的技术参数等,对国内外太阳能热水系统的应用情况作简要比

较。

1 应用现状

1.1 中国是世界上太阳能集热器总安

装量最大的国家,约占世界总安装量的48%。但若按平均每1 000人所拥有的太

阳能集热器安装量统计,中国(40 kWth)排在塞浦路斯(657 kWth)、以色列(497

kWth)、奥地利(205 kWth)、巴巴多斯(20kWth)、希腊(192 kWth)、土耳其(86

kWth)、澳大利亚(59 kWth)、德国(56 kWth)、丹麦(42 kWth)之后,位于世界第

10位。

国内以小型家用太阳能热水器为主,辅以相当数量的动辄几百至上万m2集热

器面积的大型项目,呈现两头大、中间小的马鞍型分布,总的应用情况较不均匀。

1.2 主要用途

根据用途的不同,一般可分为欧洲、北美和国内

三个主要应用类型。

(1)欧洲:用途较为广泛,涉及生活热水、采暖(含制冷和空气调节)、区域太阳能

供热水厂等方面,尤以区域太阳能供热水厂最具有特点。截至2005年底,欧洲已

建成87座大型区域太阳能供热水厂,太阳能集热器总安装量120 MWth。目前世

界上最大的区域太阳能供热厂———丹麦的Marstal DistrictHeating,太阳能

集热器安装量可满足1 420人对生活热水和采暖的需要。

(2)北美:主要用于游泳池水加热和洗衣店用热水等,美国在这些方面处于世界的

领先地位。

(3)国内:用途较为单一,一般仅限于生活热水、采暖和游泳池水加热。

1.3 技术水平

(1)欧洲的太阳能应用已处于世界领先地位。与我国界定资源贫乏区的年太阳辐

照量标准(<4 200 MJ/m2,上海的年太阳辐照量为4 200~5 400 MJ/m2)相比,德国

的年太阳辐照量为3 600MJ/m2,低于我国的资源贫乏区标准。然而,由于常规能

源的缺乏以及环保意识的良好,德国在太阳能利用,特别是太阳能热水系统的应

用上做了大量的探索性工作,拥有世界上先进的技术和产品。

(2)国内太阳能热水系统的应用较晚,尚处于起步阶段。虽然拥有世界上最大的太

阳能集热器安装量和制造能力,但技术含量普遍较低,产品质量良莠不齐,集热效

率和使用寿命远低于欧洲国家产品。而且,由于缺乏应有的准入制度,太阳能集热

器的规格、尺寸和安装位置等因不同生产厂家而不同,与建筑的结合情况较差。

再加上大多数的太阳能热水工程由生产厂家自行设计、安装,在系统优化、参数

设定、运行控制、现场施工等诸多方面均不尽人意。在有些时候,太阳能热水系

统成了摆设和负担。

1.4 设计依据

(2)美国许多州都有针对自己州情况制订的地方规范,如纽约州、加利福尼亚州、

佛罗里达州、亚拉巴马州等。

(3)国内也已逐步制定相应的国家技术规范和技术措施:《民用建筑太阳能热水系

统应用技术规范》(GB50364—2005);《全国民用建筑工程设计技术措施节能专篇

—给水排水》;国家建筑标准设计图集《太阳能集中热水系统选用与安装》

(06SS128)。

2 供水系统