现在煤价那么高,为什么不用太阳能为建筑采暖呢?主要有技术和经济两方面的原因。下面主要说一下技术原因。
太阳能建筑采暖的核心是:太阳能集热装置及其组合结构。现有的普通平板或真空管太阳能集热器存在许多技术问题。
(1)普通平板或真空管太阳能集热器都不能直接用作建筑屋面材料和构件,不能与建筑完整结合;难以实现太阳能建筑一体化。
(2)普通平板或真空管太阳能集热器,每个单元构件都有单独的边框或联集管,形成很大的无效透光面积,降低了集热效率。例如:一个1.5平方米的普通平板集热器,由于保温和强度要求,需要宽度至少为50mm的金属边框,其有效集热面积最多:1.26平方米,有效集热面积比例:84%。
当多个太阳能集热器单元串联成较大的集热模块,相邻集热器之间又形成更大的安装操作间距,进一步减少了有效集热面积。如果相邻集热器之间的横向间距为100mm,即使纵向间距为零,则有效集热面积比例进一步减少为:76%。
(3)因水温均匀性及管道阻力要求,上述串联集热模块,其串联的集热器单元不能太多,必须进一步并联成更大面积的集热组件。由于安装作业间隙、检修作业空间要求,即使是完整的单坡屋面,即不考虑太阳遮挡,可利用的有效集热面积比例一般仅为70%左右;而真空管则比例更低,只有50%左右。
普通平板太阳能集热器有上、下表面及四周的边框所形成的多个散热面,而将这些集热器串、并联成太阳能集热模块所必须的联集管及管件也构成散热面,降低了太阳能集热模块的集热效率。
(4)太阳能集热模块之间的联集管及管件,保温层很容易老化、破裂,而形成冻结点,导致循环停止或管路损坏。事实上,在最寒冷的冬季,现有的绝大多数太阳能集热系统都无法正常运行。
(5)普通平板或真空管太阳能集热器,都要在建筑的屋面防水层上做安装基础以及相应的固定支架,否则极易造成屋面漏水。
(6)在最寒冷的冬季,即使是晴天,也要接近中午,普通平板集热器表面及内部结霜方可全部融化,集热系统才能有效启动,而整个上午集热系统基本处于“暖机”状态,要等到下午,水温才能达到40℃左右的有效温度。
总之,利用普通平板或真空管太阳能集热器,不能实现太阳能集热与建筑自身采暖负荷平衡,因而难以实现建筑太阳能采暖。