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我国城市的可持续发展面临着经济、环境以及能源三重压力.此种状况下大力发展及综合利用可再生清洁能源,对改善城镇居民的生活用能源结构和总体能源消费水平,推进城市建筑现代化水平具有重要意义.
一、我国太阳能技术的发展现状
我国的太阳能的建筑应用研究相较发达国家来说起步比较晚,普遍开始于上世纪的70年代末,80年代后才重点发展了被动式的太阳能采暖技术.进入90年代太阳能热水器进行了大力推广其使用效果获得了全社会的普遍认可.90年代末期,我国在太阳能利用技术综合应用上开始获得了长足的发展,期间建成了多座例如太阳能光热、光电转换技术进行了广泛应用的公共建筑及居住建筑.目前国内对普及型太阳能热水器的研究比较深入,安装应用也比较广泛,我国已经成为世界上最大的太阳能热水产品产销国.我国大部分地区具有丰富的太阳能资源.据全国近700个气象台站的长期实测所积累得到的数据资料表明,全年日照时间最长的地区照射时长可达到有2800～3300h,年日照时数大于2200h﹙每天日照时数大于6h﹚的地区,占到了国土面积的2/3以上.全国面积内年辐照总量大约为3340～8360MJ/㎡,其每平方米每年可产生相当于110 kg～280kg标准煤燃烧所产生的热量.除四川盆地及其毗邻地区以外,我国的绝大部分地区太阳能资源丰富程度超过了国外同纬度的地区的太阳能资源分布.
太阳能建筑的发展过程中可分为三个阶段.
第一阶段称为被动式太阳房,此体系是通过建筑物朝向以及与周围环境的合理布置,获得内部空间与外部形体的巧妙布局,辅以及建筑材料、结构及构造的恰当选择,使整个体系在冬季能够集取、保特、贮存、分布太阳热能热量,从而解决了建筑物的寒冷季节采暖问题；同时在夏季其结构构件又能遮蔽强烈的太阳辐射,并散逸室内的热量,从而使建筑物自然降温.该设计的基本理论思路是控制阳光与空气在恰当的时间进入到建筑内并储存和分配热空气.体系的设计原则有：要有有效的绝热围护外壳,有足够大的集热外表面积,室内尽可能多的布置储热体,以及主次房间平面位置要布置合理.它包括了五种基本形式：太阳窗式、集热蓄热墙式、附加温室式、屋顶池式和对流回路式.
第二阶段称为主动式太阳房,这是一种以太阳能外部集热器、内部管道、散热器、风机或着泵以及蓄热装置等部分组成的强制循环太阳能绿色采暖系统或与吸收式的制冷机组成的太阳能供暖和空调的建筑.主动式所采用的太阳能供暖系统主要有以下：热风集热式的供热系统、热水集热式地板辐射的采暖系统、太阳能空调系统、地下蓄热式的供冷暖系统等.主动式的太阳能采暖,是利用外部能源（通常是电）启动风机或者水泵,将热水或者热空气从太阳能集热器传送到与其分开的储热器或者采暖房间,或是在储热器或采暖的房间进行传递.主动式的太阳房设计则是以太阳能的集热器、管道、散热器、风机、泵以及储热装置等组成的强制循环的太阳能采暖的系统.按集热器和集热介质的不同,它可以分为多种系统形式.相对于被动式的采暖系统来说,主动式的系统较复杂,其造价也比较高,多应用于大型的公共类建筑.它也有五种基本形式：液体平板型的集热器式、空气平板型的集热器式、集聚型的集热器式、热泵式和太阳能热泵式.第三个阶段的发展则是利用太阳电池等光电的转换方式为建筑物提供所需要的全部能源,完全是用太阳能满足建筑物的供暖、空调、照明和用电等一系列的功能要求,所谓“零能房屋”.
二、太阳能集热方式的分类
太阳能集热器是一种吸收太阳辐射并且将产生的热能传输到传热工质的装置,它是太阳能热利用的一个关键部件,用于吸收太阳能并且将产生的热能传输到传热工质.太阳能集热器大致上有平板型的集热器（直晒式和透明盖板式）、真空管型的集热器、聚焦型的集热器（点聚焦式与线聚焦式）等基本类型.按照集热器的传热工质类型来分类：液体集热器（用液体作传热工质）和空气集热器（用空气作传热工质）.液体集热器一般是用水作工质,也就是太阳能热水器,是当前太阳能热利用中最为重要的一种方式,并且其商业化程度也最广,应用范围也广泛,例如洗浴和供暖等,发展前景广阔.
按照进入采光口的太阳辐射是否改变方向来分类：聚光型的集热器、非聚光型的集热器.聚光型集热器则是利用反射器、透镜或者其它的光学器件将进入采光口的太阳辐射改变其方向并且聚集到吸热体上的太阳集热器.聚光型集热器主要用于太阳能中温高温热利用的领域,例如太阳能热发电、太阳灶等.
按照集热器内是否有真空空间来分类：真空管集热器和平板型集热器.平板型集热器的发展较真空管集热器而言发展要早,以其简单、便宜和安装方便等在全世界都得到了广泛的应用.但是由于材料的限制,近年来发展比较缓慢.而真空管集热器是在平板型集热器的基础上而发展起来的一种新型的太阳能集热装置,以其卓越的集热性能与耐候性,在国内的市场上已经远远超过了平板型的集热器.真空管集热器可分为全玻璃真空管集热器与热管式真空管集热器.
全玻璃真空集热管是一端开口,另一端密闭成半球型的圆头,内玻璃管与外玻璃管之间形成的夹层抽成高真空,内玻璃管的外部涂有选择性涂层,能吸收太阳的辐射,内玻璃管内的水温度升高后依靠自然对流进入保温水箱.它应用了真空技术,消除了气体的对流和传导热损失,选择性涂层的使用让真空管的辐射热损降低到了最低,这样真空管太阳能集热器既可以在中高温下运行,也能在寒冷地区的冬季以及日照和天气多变的地区运行,扩大了应用的领域.
热管式真空集热管是真空集热管中的一种,内部设有金属吸热体,主要由玻璃管、金属吸热板、热管、金属封盖、消气剂和弹簧支架等部分组成.工作时,太阳辐射穿过玻璃管后直接投射到金属吸热板上,金属板再将热量传导给热管,热管内的工质迅速汽化,工质蒸气在上升到热管冷凝段后,在比较冷的内表面凝结,再释放出蒸发潜热,将热量传递给集热器的储热工质,凝结以后的液态传热工质将依靠自身重力再流回到蒸发段,然后重复上述过程.
三、太阳能热水系统的分类
太阳能的热水系统是由太阳能集热元件（玻璃真空管,平板集热器,热管真空管以及其它型式的集热元件）、蓄热容器（各种型式的水箱、罐）、控制系统（温感器、水位控制、光感器、电热元件、电气元件组合以及显示器或者供热性能程序电脑）及完善的保温和防腐管道系统等有机地组合在一起的,在太阳光的照射下,通过不同的形式的运转,使太阳的光能充分的转化为热能,匹配定量的电力与燃气能源,就成为了比较稳定的定量能源设备,提供中温水供人们使用.
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参考文献：
1、 概述太阳能热水系统关键设计参数 摘要：随着社会经济的不断提高，人们对于不可再生资源的运用和浪费越来越严重，这对于人类的生存质量来说有着非常严重的影响，因此，人们开始对可再生资源。
2、 太阳能热水系统建筑应用能效测评设备研发和应用 摘 要：基于《可再生能源建筑应用示范项目测评导则》、《太阳热水系统性能评定规范》和《民用建筑太阳能热水系统应用技术规范》等标准研读，对太阳能热水。
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