太陽能供熱採暖應用技術手冊（簡體書）

本手冊較為系統地介紹了國際能源署(IEA)SHC“太陽能組合系統”任務組在太陽能供熱采暖領域的經驗、工程案例及相關的研究成果，內容涵蓋了太陽能基礎知識，歐洲典型太陽能組合系統介紹，太陽能熱水及供熱采暖系統的設計、安裝和驗收技術與案例，以及在北京新農村建設中規模化運用的案例分析。
本手冊適合太陽能生產企業、設計單位、工程公司的技術和研究人員閱讀參考。

第1章 概論
1.1 太陽能基礎知識
1.1.1 地球的自轉與公轉
1.1.2 天球及天球坐標系
1.1.3 太陽角的計算
1.1.4 傾斜面上的太陽射線
1.1.5 太陽的周日視運動
1.1.6 太陽時與時差
1.1.7 地球大氣層外的太陽輻射
1.1.8 地球表面的太陽輻射
1.1.9 中國的太陽能資源
1.2 太陽能集熱器
1.2.1 太陽能集熱器的分類
1.2.2 平板太陽能集熱器
1.2.3 真空管太陽能集熱器
1.2.4 空氣太陽能集熱器
1.3 太陽能利用概況
1.3.1 太陽能制冷空調系統
1.3.2 太陽能干燥系統
1.3.3 被動式太陽房
1.3.4 太陽能海水淡化系統
1.3.5 太陽能工業加熱系統
1.3.6 太陽能熱發電系統
第2章 太陽能熱水系統
2.1 概述
2.2 太陽能熱水系統的分類
2.2.1 按系統的特征進行分類
2.2.2 其他分類方法
2.3 系統的結構特點與系統分析
2.3.1 自然循環太陽能熱水系統
2.3.2 強制循環太陽能熱水系統
2.3.3 直流式太陽能熱水系統
2.3.4 整體式太陽能熱水系統
2.4 系統的熱儲存
2.4.1 利用水作為蓄熱介質的優缺點
2.4.2 儲熱水箱
2.4.3 其他液體蓄熱介質
2.5 常用太陽能熱水系統簡介
2.6 太陽能熱水系統在民用建筑中的應用
2.6.1 建筑中太陽能熱水系統的分類
2.6.2 太陽能熱水系統與建筑結合的基本含義
2.6.3 建筑中太陽能熱水系統的一般規定
2.6.4 建筑中太陽能熱水系統的技術要求
2.6.5 太陽能集熱器在建筑中的設置
2.6.6 太陽能熱水系統的防凍
第3章 太陽能采暖系統
3.1 概述
3.2 太陽能采暖系統的特點
3.3 液體太陽能采暖系統
3.3.1 工作原理及基本結構

3.3.2 集熱器的設置
3.3.3 儲熱器和輔助熱源
3.3.4 散熱系統
3.3.5 控制系統
3.4 空氣太陽能采暖系統
3.4.1 工作原理及基本結構
3.4.2 空氣集熱器的性能和設計步驟
3.4.3 各參數對空氣集熱器性能的影響
3.4.4 巖石堆積床的性能分析
3.4.5 應用實例
3.5 太陽能熱泵采暖系統
3.5.1 熱泵的基本原理
3.5.2 直接膨脹式太陽能熱泵采暖系統
3.5.3 非直接膨脹式太陽能熱泵采暖系統
3.6 太陽能地板輻射采暖系統
3.6.1 主要優點
3.6.2 基本結構
3.6.3 地板輻射采暖的性能分析
3.6.4 具有相變蓄熱材料的地板輻射采暖
第4章 太陽能熱水和采暖組合系統
4.1 概述
4.2 太陽能組合系統的特征
4.2.1 采暖負荷和生活熱水負荷的比較
4.2.2 貯水箱的溫度分層
4.3 太陽能組合系統的分類
4.3.1 按太陽能集熱器提供采暖熱量的儲存方式分類
4.3.2 按輔助加熱器提供熱量的管理方式分類
4.3.3 其他可供選擇的特征
4.4 典型太陽能組合系統簡述
4.4.1 基本的直接太陽能地板(1號系統)
4.4.2 集熱回路與采暖回路之間用換熱器溝通(2號系統)
4.4.3 改進的直接太陽能地板(3a號系統)
4.4.4 生活熱水貯水箱用作采暖蓄熱裝置(4號系統)
4.4.5 生活熱水貯水箱用作具有回流能力的采暖蓄熱裝置(5號系統)
4.4.6 生活熱水貯水箱和集熱器回流箱的蓄熱(6號系統)
4.4.7 采暖貯水箱和生活熱水單負載換熱器(7號系統)
4.4.8 采暖貯水箱和生活熱水雙負載換熱器(8號系統)
4.4.9 小生活熱水貯水箱在采暖貯水箱內(9a號系統)
4.4.10 小生活熱水貯水箱在采暖貯水箱內(9b號系統)
4.4.11 改進的小生活熱水貯水箱在采暖貯水箱內(10號系統)
4.4.12 采暖貯水箱以及生活熱水有負載換熱器和外部輔助鍋爐(11號系統)
4.4.13 采暖貯水箱以及生活熱水有負載換熱器和外部輔助鍋爐——改型(12號系統)
4.4.14 采暖和生活熱水用兩個貯水箱——串聯(13號系統)
4.4.15 采暖和生活熱水用兩個貯水箱——并聯(14a號系統)
4.4.16 采暖和生活熱水用兩個貯水箱——并聯(14b號系統)
4.4.17 采暖貯水箱有兩個溫度分層器及生活熱水有外部負載換熱器(15號系統)
4.4.18 采暖貯水箱有錐形溫度分層器及生活熱水有負載換熱器(16號系統)
4.4.19 有三個內置換熱器的開放式貯水箱(17號系統)
4.4.20 溫度分層器內有生活熱水的翼管式負載換熱器(18號系統)
4.4.21 集中集熱、分散供熱、溫度分層的貯水箱(19號系統)

4.4.22 生活熱水貯水箱在季節性蓄熱的大采暖貯水箱內(20號系統)
4.4.23 季節性蓄熱及空氣加熱系統的大型溫度分層貯水箱(21號系統)
4.5 太陽能組合系統的熱性能
4.5.1 參考條件
4.5.2 目標函數和補償函數
4.5.3 組合系統的特征化
4.6 太陽能組合系統的過熱保護
4.6.1 太陽能組合系統的悶曬特性
4.6.2 帶有膨脹罐的承壓集熱回路的悶曬特性
4.6.3 回流技術
4.7 太陽能組合系統實例
4.7.1 獨戶住宅(奧地利，維爾頓)
4.7.2 帶有辦公室的多戶住宅(德國，法蘭克福)
4.7.3 Klosterenga生態住宅(挪威，奧斯陸)
第5章 太陽能供熱系統設計
5.1 概述
5.1.1 概論
5.1.2 一般要求
5.1.3 系統設計流程
5.2 供熱負荷計算
5.2.1 熱水負荷計算
5.2.2 采暖負荷計算
5.3 太陽能集熱系統
5.3.1 系統選型
5.3.2 太陽能集熱面積的確定
5.3.3 集熱器的定位
5.3.4 集熱器的連接
5.3.5 系統流量的確定和水泵的選型
5.4 貯水箱
5.4.1 水箱容積的確定
5.4.2 生活熱水系統
5.4.3 間接式系統
5.4.4 供熱采暖系統
5.5 輔助熱源
5.5.1 輔助加熱量的計算
5.5.2 輔助熱源介紹
5.5.3 輔助熱源比較
5.6 管路
5.6.1 一般要求
5.6.2 管路直徑的確定
5.6.3 管道阻力的計算
5.6.4 膨脹罐容積的確定
5.6.5 管路保溫
5.7 供熱末端
5.7.1 熱水供應系統
5.7.2 供暖系統
5.8 系統控制
5.8.1 運行控制
5.8.2 防凍控制
5.8.3 防過熱控制

5.8.4 控制設備技術要求
5.9 太陽能系統設計的計算機軟件介紹
5.9.1 F-chart法
5.9.2 RETScreen軟件
5.9.3 Polysun軟件
5.9.4 太陽能供熱系統軟件比較
第6章 太陽能供熱系統施工
6.1 概述
6.1.1 一般要求
6.1.2 系統安裝施工工藝流程圖
6.1.3 系統安裝應具備的條件
6.2 太陽能集熱器安裝
6.2.1 不同建筑部位集熱器設置
6.2.2 土建構造和預埋件施工
6.2.3 系統管道施工
6.3 貯水箱安裝
6.3.1 一般要求
6.3.2 水箱的制作、安裝
6.3.3 水箱的保溫
6.4 管道及其他設備安裝
6.4.1 基本要求
6.4.2 水泵安裝
6.4.3 管路和其他附件安裝
6.4.4 控制設備安裝
6.4.5 管路保溫與防腐
6.5 太陽能系統的工程調試和驗收
6.5.1 一般規定
6.5.2 系統調試
6.5.3 系統驗收
第7章 北京地區典型太陽能供熱采暖工程示例
7.1 掛甲峪村太陽能供熱采暖系統
7.1.1 項目概況
7.1.2 工程概況
7.1.3 系統節能效益分析
7.1.4 系統運行和測試
7.2 太平莊村太陽能供熱采暖系統
7.2.1 項目概況
7.2.2 工程概況
7.2.3 系統運行和監測
7.3 櫻桃溝村民居太陽能熱水采暖項目
7.3.1 項目概況
7.3.2 工程概況
7.4 將軍關村太陽能供熱采暖系統
7.4.1 項目概況
7.4.2 工程概況
7.5 玻璃臺村太陽能供熱采暖系統
7.5.1 項目概況
7.5.2 工程概況
附錄1 我國主要城市年平均和12月份設計用氣象參數
附錄2 北京地區不同朝向和安裝傾角平面上平均太陽輻照量

附錄3 熱水用水定額
附錄4 衛生器具一次和小時熱水用水定額及水溫
附錄5 不同條件下熱水溫度及計算用冷水溫度
附錄6 衛生器具給水額定流量、公稱管徑和最低工作壓力
附錄7 采暖季太陽能保證率與建筑能耗和系統規模的關系
參考文獻