潘冬輝　鞠振河

摘 要：當(dāng)今，能源危機(jī)日益嚴(yán)重，發(fā)展新能源是大趨勢(shì)。而太陽(yáng)能作為典型的清潔能源，是一個(gè)良好的切入點(diǎn)。進(jìn)入21世紀(jì)，面臨各種環(huán)境能源問(wèn)題，將太陽(yáng)能應(yīng)用于建筑是大勢(shì)所趨。在此，我們就太陽(yáng)能在住宅中的主動(dòng)式太陽(yáng)能技術(shù)的概念和應(yīng)用進(jìn)行闡述，并對(duì)其各個(gè)主要子系統(tǒng)進(jìn)行細(xì)致分析。

關(guān)鍵詞：住宅；太陽(yáng)能技術(shù)；主動(dòng)式

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.23.049

1 引言

太陽(yáng)能住宅相比傳統(tǒng)住宅，有著更好的生活體驗(yàn)。利用太陽(yáng)能，住宅不僅能維持室內(nèi)溫度，還能為各種家用電器供電，此外，還可以保證屋內(nèi)的熱水供應(yīng)充足，生活方便，節(jié)約環(huán)保。尤其是研究主動(dòng)式太陽(yáng)能技術(shù)，對(duì)太陽(yáng)能充分利用，意義重大[1]。

2 主動(dòng)式太陽(yáng)能技術(shù)

太陽(yáng)能技術(shù)分主動(dòng)和被動(dòng)兩種。被動(dòng)式太陽(yáng)能技術(shù)多應(yīng)用在住宅標(biāo)準(zhǔn)較低的情況，如四合院，民宅等。而且被動(dòng)式太陽(yáng)能技術(shù)在我國(guó)傳統(tǒng)當(dāng)中有著很明顯的體現(xiàn)，如修建住宅要坐北朝南，黃土高原的窯洞，蒙古包等。但如果到了城市，或者對(duì)建筑要求比較高的場(chǎng)合，完全靠被動(dòng)式太陽(yáng)能技術(shù)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，因而我們需要重點(diǎn)探討住宅當(dāng)中的主動(dòng)式太陽(yáng)能技術(shù)。

主動(dòng)式太陽(yáng)能技術(shù)是太陽(yáng)能利用的高級(jí)形式，它需要依靠集熱器、各種循環(huán)管路、水泵等需要其它能源的機(jī)械裝置來(lái)收集、儲(chǔ)存和分配太陽(yáng)能[2，3]。

3 主動(dòng)式太陽(yáng)能技術(shù)的利用

太陽(yáng)能在建筑中的應(yīng)用主要為光熱和光電兩種模式，特別是光熱利用。光熱就是將光能轉(zhuǎn)化為熱能，主要應(yīng)用在供熱和供暖系統(tǒng)。光電就是將光能轉(zhuǎn)化為電能，主要應(yīng)用于住宅中的照明系統(tǒng)（光伏發(fā)電）[4]。

3.1 太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)

太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)的主要元件有集熱器、儲(chǔ)存裝置及循環(huán)管路，是目前應(yīng)用最廣的太陽(yáng)能熱利用系統(tǒng)。此外，還有輔助的再加熱裝置如電熱器等以供應(yīng)無(wú)日照時(shí)使用[5]。

系統(tǒng)工作原理（溫室原理）：太陽(yáng)能集熱板通過(guò)其中的熱能吸收裝置吸收太陽(yáng)光中的熱量，然后加熱冷水，因?yàn)闊崴南鄬?duì)質(zhì)量較輕，于是熱水便會(huì)上浮，而水箱下部的冷水繼續(xù)接受熱量而加熱冷水，這樣循環(huán)往復(fù)。當(dāng)太陽(yáng)光不足時(shí)，則由輔助再熱裝置補(bǔ)充熱量[6]。如圖3-1所示：

3.2 熱風(fēng)集熱式供熱系統(tǒng)

系統(tǒng)工作原理：風(fēng)機(jī)驅(qū)動(dòng)空氣在集熱器和蓄熱器之間來(lái)回流動(dòng)，為住宅供暖。常見(jiàn)的蓄熱體是礫石堆，輔助加熱器為煤氣熱風(fēng)爐。集熱器雖然隱患系數(shù)低，但它過(guò)大的空間使用以及傳到面積，會(huì)影響建筑的設(shè)計(jì)使用。如圖3-2所示：

3.3 太陽(yáng)能空調(diào)系統(tǒng)

空調(diào)系統(tǒng)可以供熱也可以供冷。其中制冷系統(tǒng)分為兩種：（1）吸收式系統(tǒng)。主要包括集熱器和吸收式制冷機(jī)構(gòu)成。系統(tǒng)需要結(jié)合太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)，利用太陽(yáng)能集熱器獲得高溫?zé)崴?，然后使熱水吸收機(jī)制冷機(jī)運(yùn)行，來(lái)獲取冷量。（2）吸附式系統(tǒng)。該系統(tǒng)將太陽(yáng)能集熱器和制冷機(jī)合二為一，具有簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)。該系統(tǒng)采用沸石一水或活性炭一甲醇等無(wú)害材料作為工質(zhì)組合，整個(gè)系統(tǒng)由太陽(yáng)能吸附集熱器，真空閥門(mén)、冷凝器、蒸發(fā)儲(chǔ)液器、水泵等組成，白天太陽(yáng)輻射充足，制冷解析，經(jīng)冷凝器冷卻成液態(tài)進(jìn)入蒸發(fā)儲(chǔ)液器，太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為代表制冷能力的吸附式儲(chǔ)存起來(lái)，晚上溫度降低，自然冷卻后、吸附床溫度下降、制冷劑被吸收，達(dá)到制冷效果[7，8]。

3.4 太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)

最常見(jiàn)的是住宅聯(lián)網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)，有無(wú)逆流和有逆流之分，前者應(yīng)用更廣泛。有逆流系統(tǒng)，通俗來(lái)講就是，光伏發(fā)電系統(tǒng)可以和公用電網(wǎng)互相開(kāi)放，不存在住戶缺電的現(xiàn)象。適用于用電量較小的住戶，不會(huì)給公用電網(wǎng)帶來(lái)大威脅，電力平衡性高。而無(wú)逆流系統(tǒng)，它的必要條件是系統(tǒng)發(fā)電量低于住宅用電量，且是單向并聯(lián)形式。工作原理如圖3-5所示：

4 結(jié)語(yǔ)

太陽(yáng)能作為永久資源，特別是太陽(yáng)能在住宅中的合理利用，對(duì)人類(lèi)的可持續(xù)發(fā)展將帶來(lái)直接影響。本文主要探討了太陽(yáng)能利用當(dāng)中的主動(dòng)式太陽(yáng)能技術(shù)，敘述了其各個(gè)部分系統(tǒng)的概念以及利用方式，意義重大，值得思考。

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