【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 工作溫度在50～80℃。由于所得到的熱源溫度低，這類(lèi)技術(shù)主要面向民用生活熱水或工業(yè)用低溫?zé)崴I(lǐng)域。太陽(yáng)能低溫?zé)崂眉夹g(shù)基本只考慮系統(tǒng)能量收益總量，不考慮熱源要達(dá)到某個(gè)工作溫度，因此基本不設(shè)反射聚焦組件。基本只是低溫太陽(yáng)能集熱元件的組裝。但正是因?yàn)橄到y(tǒng)減少了反射聚焦環(huán)節(jié)，系統(tǒng)也減少了一個(gè)熱損環(huán)節(jié)，同時(shí)因?yàn)橄到y(tǒng)工作溫度低，集熱效率較高，所以低溫?zé)崂眉夹g(shù)單位集熱面積的能量收益是最大的。我國(guó)太陽(yáng)能光熱產(chǎn)業(yè)主要以低溫應(yīng)用技術(shù)為主，目標(biāo)市場(chǎng)只能集中在生活熱水和工業(yè)用低溫?zé)崴?。太?yáng)能熱水產(chǎn)品市場(chǎng)正處于購(gòu)銷(xiāo)兩旺的時(shí)期，這方面在全世界范圍內(nèi)也是占主導(dǎo)地位的。目前比較成熟的太陽(yáng)能集熱產(chǎn)品有平板型太陽(yáng)能集熱器、真空管太陽(yáng)能集熱器及熱管式太陽(yáng)能集熱器。因?yàn)樗鼈兊慕Y(jié)構(gòu)不同，其保溫性能有一定差異，因此它們的集熱效率也明顯不同。平板集熱器的特點(diǎn)是采光面積大，壽命長(zhǎng)。最早的桑普平板集熱器的用戶已經(jīng)使用超過(guò)15年了，而且仍然效果不錯(cuò)。目前在歐美和我國(guó)的南方地區(qū)，大都使用平板集熱器。平板集熱器在氣溫比較高的條件下，集熱效率好一些，但隨著環(huán)境溫度的下降，其集熱效率衰減的最大。因此這類(lèi)集熱器在南方還有一定市場(chǎng)，在北方的冬季時(shí)分，它的熱效率明顯不如真空管集熱器和熱管集熱器。全玻璃真空管就類(lèi)似于一個(gè)拉長(zhǎng)的暖水瓶，是雙層玻璃結(jié)構(gòu)。外管是透明的玻璃管；內(nèi)管內(nèi)部走水，外壁是吸收涂層，將光能轉(zhuǎn)換為熱能；內(nèi)外層之間真空。全玻璃真空管結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造工藝非常成熟，所以國(guó)內(nèi)廠家很多，產(chǎn)品質(zhì)量差別不大。由于玻璃本身抗擊冷熱沖擊的能力較差，所以用戶在使用時(shí)應(yīng)當(dāng)特別注意上水時(shí)間，以防炸裂。另外，由于全玻璃真空管和水箱之間是靠橡膠圈密封的，所以只能做成普通的落差式熱水器，無(wú)法制造高級(jí)的承壓型熱水器。金屬真空管區(qū)別于全玻璃真空管的是：?jiǎn)螌硬Ａ?、金屬吸熱體。金屬真空管是靠金屬吸熱片直接接受太陽(yáng)輻射并轉(zhuǎn)化為熱能，桑普的熱管式真空管、直流式真空管、儲(chǔ)熱式真空管都是金屬真空管。目前國(guó)內(nèi)使用最多的是熱管式真空管，主要是做高級(jí)的承壓式熱水器。直流式和儲(chǔ)熱式以出口為主，但國(guó)內(nèi)已經(jīng)有越來(lái)越多的別墅用戶采用直流式真空管做分體承壓系統(tǒng)了。太陽(yáng)能光熱產(chǎn)業(yè)發(fā)展到現(xiàn)在，其技術(shù)的核心環(huán)節(jié)有三點(diǎn)。其一是如何提高產(chǎn)品的太陽(yáng)能吸收率，增大集熱組件的熱能收益，這方面的技術(shù)開(kāi)發(fā)主要是圍繞著集熱器吸熱體表面的選擇性吸收涂層的結(jié)構(gòu)和組成來(lái)展開(kāi)的，平板型集熱器的吸熱翅片上常用的選擇性吸收涂層是鍍黑鉻，全玻璃真空管內(nèi)管的集熱面上的常用選擇性吸收涂層是鋁氮鋁磁控濺射涂層；其二是保證集熱產(chǎn)品很好的絕熱保溫性能，減小集熱過(guò)程中的熱損失，這方面的技術(shù)開(kāi)發(fā)主要是圍繞著提高產(chǎn)品保溫性能及構(gòu)造產(chǎn)品中的真空絕熱腔來(lái)展開(kāi)的，從實(shí)際使用情況看真空管的保溫絕熱效果要明顯好于平板集熱器的保溫背板的效果；其三是增設(shè)反射聚焦組件，保持集熱組件可以獲得充足的太陽(yáng)輻照度，如前所述，對(duì)于中溫和高溫太陽(yáng)能集熱技術(shù)，反光聚焦組件都是必不可少的，低溫集熱產(chǎn)品與反射聚焦組件的結(jié)合仍是個(gè)待開(kāi)發(fā)的問(wèn)題。在過(guò)去的二十年甚至更長(zhǎng)的時(shí)間里，國(guó)內(nèi)太陽(yáng)能光熱產(chǎn)業(yè)面向主流市場(chǎng)的低溫集熱產(chǎn)品技術(shù)開(kāi)發(fā)都是針對(duì)前兩點(diǎn)或其中之一進(jìn)行的。太陽(yáng)能真空集熱管之所以在國(guó)內(nèi)得到了市場(chǎng)的廣泛認(rèn)可并逐漸替代平板型集熱器，就是因?yàn)檎婵展艿恼婵战Y(jié)構(gòu)大大降低了集熱元件的熱損失，這一點(diǎn)是平板型集熱器無(wú)法比擬的。而近些年來(lái)真空管集熱產(chǎn)品性能的逐步提高則是其內(nèi)管吸熱表面的選擇性吸收涂層的進(jìn)一步研究開(kāi)發(fā)的明證。新一代的熱管式真空集熱管在原有真空管優(yōu)良的保溫性能的基礎(chǔ)上提高了內(nèi)部集熱組件的傳熱效率，整體集熱管的集熱效率有進(jìn)一步的明顯提高。正是在諸多技術(shù)進(jìn)步的推動(dòng)下，太陽(yáng)能光熱產(chǎn)業(yè)在國(guó)際國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上均取得了飛速的發(fā)展。可見(jiàn)如果要進(jìn)行太陽(yáng)能光熱產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)，上述前兩個(gè)重要環(huán)節(jié)將是最有價(jià)值的著眼點(diǎn)。盡管當(dāng)前的太陽(yáng)能光熱產(chǎn)品市場(chǎng)正在飛速成長(zhǎng)，但是以上談到的太陽(yáng)能低溫集熱產(chǎn)品都是針對(duì)生活熱水而設(shè)計(jì)的。其特點(diǎn)是盡量保證系統(tǒng)熱能收益的總量，而最終的熱能溫度并沒(méi)有太高要求，畢竟對(duì)于常用常新的熱水系統(tǒng)，每天的起始工作溫度（即補(bǔ)水的溫度）只有10℃左右。能獲得多少太陽(yáng)能都是收益，如果熱水達(dá)不到使用溫度可以啟動(dòng)輔助熱源來(lái)補(bǔ)足。但是，當(dāng)我們談到太陽(yáng)能光熱產(chǎn)業(yè)未來(lái)的發(fā)展方向，針對(duì)下一個(gè)更大的目標(biāo)市場(chǎng)——建筑節(jié)能的時(shí)候。現(xiàn)有產(chǎn)品的性能就無(wú)法滿足使用要求了。因?yàn)闊o(wú)論對(duì)于建筑供暖還是夏季的吸收式制冷，太陽(yáng)能熱源總要保持一定的工作溫度，散熱器供暖系統(tǒng)的供回水溫度為80℃/60℃，即使是低溫輻射供暖也要求供暖溫度在50℃左右，對(duì)于吸收式制冷系統(tǒng)，發(fā)生器的熱源工作溫度就更高了，至少要到90℃。顯然針對(duì)上述溫度要求，太陽(yáng)能低溫集熱產(chǎn)品本身是不具備能力的。要想進(jìn)一步提高太陽(yáng)能系統(tǒng)的集熱溫度，就必須考慮上述第三個(gè)技術(shù)環(huán)節(jié)，增設(shè)反光聚焦組件，向中溫集熱技術(shù)發(fā)展。談到太陽(yáng)能中溫集熱產(chǎn)品，設(shè)計(jì)人員將更多的精力放在了如何升高太陽(yáng)能集熱系統(tǒng)的工作溫度上，第一思路就是增加反射聚焦裝置，還要安裝自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)。當(dāng)然這自然要耗費(fèi)更多的成本，但是這樣的集熱系統(tǒng)在提高熱源溫度的同時(shí)，也降低了系統(tǒng)整體的采光集熱面積，這會(huì)造成能量收益總量的流失?？梢?jiàn)太陽(yáng)能集熱在集熱總量和保證熱源溫度方面存在一定的矛盾。尤其是針對(duì)未來(lái)的建筑節(jié)能產(chǎn)業(yè)，無(wú)論是建筑供暖還是空調(diào)，沒(méi)有熱能總量收益的保證，節(jié)能效果根本無(wú)從體現(xiàn)。因此在談到具體的應(yīng)用環(huán)節(jié)，也并不能一味的追求提高太陽(yáng)能的集熱溫度，而忽視了收益總量。對(duì)于當(dāng)前具有廣闊市場(chǎng)的低密度建筑供暖問(wèn)題，太陽(yáng)能集熱系統(tǒng)的可靠性就取決于，系統(tǒng)產(chǎn)品是否能夠依靠有限的集熱采光面，在保證建筑供暖工作溫度的同時(shí)盡可能多的吸收利用太陽(yáng)能，以體現(xiàn)其節(jié)能減排的效果。3）建筑節(jié)能產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀隨著人類(lèi)社會(huì)的進(jìn)步，建筑以越來(lái)越豐富多變的形態(tài)與社會(huì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)相結(jié)合。它逐漸成為人類(lèi)文明的最重要組成部分。在資源方面，全球50%的土地、礦石、木材資源被用于建筑；45%的能源被用于建筑的供暖、照明、通風(fēng)，5%的能源用于其設(shè)備的制造；40%的水資源被用于建筑的維護(hù)，16%的水資源用于建筑的建造；60%的良田被用于建筑開(kāi)發(fā)；70%的木制品被用于建筑。建筑作為人類(lèi)文明最重要的產(chǎn)物，耗費(fèi)了地球約50%的資源，建筑業(yè)已成為最不可持續(xù)發(fā)展的產(chǎn)業(yè)。而在今后50年的建筑設(shè)計(jì)和建造中，還將有大量的建筑維系著過(guò)去5000年的模式，因此，探索建筑的可持續(xù)發(fā)展模式已成為建筑業(yè)可持續(xù)發(fā)展的迫切需要。結(jié)合二十一世紀(jì)，全球共同面臨的能源危機(jī)和日趨嚴(yán)重的污染問(wèn)題，建筑能耗的過(guò)渡膨脹和由此造成的巨大浪費(fèi)已經(jīng)成為我們不能再回避的重大問(wèn)題。在我國(guó)從建筑能耗在社會(huì)綜合能耗比例來(lái)看，1992年為15%，%，2020年將會(huì)增加到40%，再加上原材料運(yùn)輸和損耗等，建筑能耗可能高達(dá)50%；我國(guó)現(xiàn)有超過(guò)400億平方米的高耗能建筑，不但對(duì)常規(guī)能源依賴(lài)性巨大，而且隱含著難以估計(jì)的能源浪費(fèi)。推動(dòng)建筑向節(jié)能、綠色、智能化方向發(fā)展，將是國(guó)際建筑界實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展理念的大趨勢(shì)，也是中國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)面臨的重要任務(wù)。廣義上的建筑能耗包括建筑運(yùn)行使用能耗和建材生產(chǎn)與建筑建造過(guò)程的能耗，但由于兩者屬于不同領(lǐng)域的問(wèn)題，節(jié)能的重點(diǎn)和技術(shù)措施也有不同，下面僅討論建筑運(yùn)行使用能耗。我國(guó)建筑可分為工業(yè)建筑、農(nóng)村居住建筑和城鎮(zhèn)民用建筑三大類(lèi)。我只討論城鄉(xiāng)民用建筑（包括居住建筑和公共建筑）使用過(guò)程中的能源消耗及相關(guān)節(jié)能問(wèn)題。當(dāng)前，％。其中，／年，％；建筑用電和其它類(lèi)型的建筑用能（炊事、照明、家電、生活熱水等）折合為電力，總計(jì)約為5500億度／年，占全國(guó)社會(huì)終端電耗的27％～29％。因此，降低建筑能耗是節(jié)能工作中最重要的任務(wù)之一。我國(guó)城鄉(xiāng)民用建筑總面積約為400億平方米，能源消耗狀況可分4類(lèi)進(jìn)行分析。a、北方城鎮(zhèn)供暖能耗我國(guó)北方城鎮(zhèn)供暖能耗占全國(guó)建筑總能耗的36%，為建筑能源消耗的最大組成部分。我國(guó)建筑節(jié)能水平遠(yuǎn)落后于發(fā)達(dá)國(guó)家，以與北京氣候條件相近的德國(guó)為例，1984年前建筑采暖能耗標(biāo)準(zhǔn)和北京目前水平差不多，但到了2001年，其建筑能耗降低至原有的1/3左右。供暖能耗高的原因主要有3個(gè)。一是圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫不良，國(guó)內(nèi)絕大多數(shù)采暖地區(qū)維護(hù)結(jié)構(gòu)的熱功能都比氣候相近的發(fā)達(dá)國(guó)家差許多。，外窗為2至3倍，屋面為3至6倍，門(mén)窗的空氣滲透為3至6倍。這使得冬季采暖需要熱量較之高出2～3倍。二是供熱系統(tǒng)效率不高，各輸配環(huán)節(jié)熱量損失嚴(yán)重。我國(guó)70%以上的采暖建筑采用集中供熱方式，由于系統(tǒng)本身的問(wèn)題導(dǎo)致末端冷熱不均和熱源難以隨氣溫的變化及時(shí)調(diào)節(jié)，從而使系統(tǒng)損失的熱量高達(dá)30%。三是熱源效率不高。由于大量小型燃煤鍋爐效率低下，部分大型燃煤鍋爐和各種燃?xì)忮仩t有的效率也較低，熱源目前的節(jié)能潛力在15%～20%。在我國(guó)北方供暖能耗形勢(shì)嚴(yán)峻的同時(shí)，隨居民生活質(zhì)量的改善，供暖區(qū)域還有擴(kuò)大是趨勢(shì)。我國(guó)長(zhǎng)江流域按建筑氣候特征屬于夏熱冬冷地區(qū)，不屬于我國(guó)上世紀(jì)50年代劃定的建筑采暖區(qū)域。以往的建筑設(shè)計(jì)都沒(méi)有考慮采暖，大多數(shù)建筑冬、夏期間的室內(nèi)熱環(huán)境很差。隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展和長(zhǎng)江流域人民生活水平提高，對(duì)室內(nèi)熱濕環(huán)境的要求也越來(lái)越高。目前夏季空調(diào)已廣泛普及，而建設(shè)采暖系統(tǒng)、改善冬季室內(nèi)熱環(huán)境的要求也日趨增長(zhǎng)。預(yù)計(jì)到2020年，長(zhǎng)江地區(qū)將有50億m2左右的建筑面積需要采暖。如果該地區(qū)采用北方熱電聯(lián)產(chǎn)集中供熱的采暖模式，預(yù)計(jì)每年除用電外還將新增采暖煤1億噸標(biāo)煤左右，接近目前我國(guó)北方建筑每年的采暖能耗總和。這將帶來(lái)嚴(yán)重的能源負(fù)擔(dān)，不僅會(huì)影響長(zhǎng)江流域城市建設(shè)和能源供應(yīng)，還會(huì)加劇我國(guó)能源供應(yīng)緊缺的狀況。b、大型公用建筑能耗大型公共建筑指單體面積超過(guò)2萬(wàn)m2并采用中央空調(diào)的公共建筑。目前我國(guó)有5億m2左右這樣的建筑。其用能設(shè)備包括空調(diào)、照明、電梯、辦公設(shè)備等多個(gè)系統(tǒng)。我國(guó)大型公共建筑的耗電量為70～300kWh/m2年，為住宅的10～20倍，是建筑能源消耗的高密度領(lǐng)域。盡管該類(lèi)建筑目前的用電水平與歐美發(fā)達(dá)國(guó)家相當(dāng)，但調(diào)查結(jié)果表明，這類(lèi)建筑能源浪費(fèi)現(xiàn)象仍較嚴(yán)重，有很大的節(jié)能潛力。隨著我國(guó)城市建設(shè)的發(fā)展，大型公共建筑的增長(zhǎng)速度非?？欤夹陆ńㄖ偯娣e的比例也越來(lái)越大。在這種情況下，其高密度用電將導(dǎo)致民用建筑用電量的急劇增加。c、住宅與一般公共建筑的非采暖能耗我國(guó)城鎮(zhèn)的住宅總面積約為100億m2。除采暖外的住宅能耗包括照明、炊事、生活熱水、家電、空調(diào)等，折合用電量為10～30kWh/m2年，用電量約占我國(guó)全年共電量的8%。目前這兩類(lèi)建筑的能耗水平低于發(fā)達(dá)國(guó)家，這主要是由于建筑提供的服務(wù)水平不高。由于我國(guó)能源費(fèi)用相對(duì)于居民收入偏高，我國(guó)的絕大部分城鎮(zhèn)住宅的用電水平較低。如大部分城市居民習(xí)慣夏天很熱時(shí)才開(kāi)空調(diào)，生活熱水用量遠(yuǎn)小于發(fā)達(dá)國(guó)家水平，南方地區(qū)冬天室內(nèi)溫度即使低于16℃業(yè)務(wù)采暖措施。如大部分學(xué)校、軍隊(duì)營(yíng)房、一般辦公建筑中主要用電設(shè)備還僅為燈具，用電密度低。隨著生活水平的提高，住宅和一般公共建筑內(nèi)用戶提出了更高的建筑服務(wù)水平要求。如住宅內(nèi)生活熱水、家用電器的需求增長(zhǎng)，一般公共建筑中電器數(shù)量增多等，都將造成這兩類(lèi)建筑能耗的增長(zhǎng)。此外，近年來(lái)在一些大城市出現(xiàn)了一批高檔豪華住宅，戶均用電水平幾倍甚至幾十倍于普通住宅。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和高收入人群的增加，此類(lèi)高能耗住宅將有大幅增長(zhǎng)的趨勢(shì)。對(duì)于能耗原本較低的一般辦公建筑進(jìn)行二次裝修和加裝中央空調(diào)系統(tǒng)，盲目提高建筑內(nèi)部的“豪華性”，也會(huì)造成此類(lèi)建筑能耗的成倍增長(zhǎng)。d、農(nóng)村生活能耗我國(guó)農(nóng)村建筑面積約為240億ｍ2，總耗電約900億度／年，／年。需要指出的是，由于薪柴、秸稈、干糞等非商品能源在農(nóng)村建筑能耗中占很大份額，目前我國(guó)農(nóng)村的煤炭、電力等商品能源消耗量很低。根據(jù)調(diào)查，目前農(nóng)村建筑使用初級(jí)生物質(zhì)能源的能源利用效率很低，并在陸續(xù)被燃煤等常規(guī)商品能源所替代。如果這類(lèi)非商品能源完全被常規(guī)商品能源所替代，則我國(guó)建筑能耗將增加一倍。綜上所述，我國(guó)建筑能耗狀況可以概括為：北方建筑采暖能耗高、占能耗總量大，應(yīng)為建筑節(jié)能的重點(diǎn)；住宅與一般公共建筑與發(fā)達(dá)國(guó)家相比能耗尚處在較低水平，但目前呈增長(zhǎng)趨勢(shì)；大型公共建筑能耗浪費(fèi)嚴(yán)重，節(jié)能潛力大，并且新建建筑中此類(lèi)建筑的比例呈增長(zhǎng)趨勢(shì)；農(nóng)村建筑能耗低，且非商品能源仍占主要部分，但目前有被商品能源替代的趨勢(shì)，需引起足夠重視；長(zhǎng)江流域采暖需求增長(zhǎng)旺盛，必須找到有效的解決方案，否則將帶來(lái)沉重的能源負(fù)擔(dān)。建筑在耗能的同時(shí)，還是造成大氣污染的巨大推手。聯(lián)合國(guó)氣候變化政府間小組委員會(huì)(IPCC，Intergovernmental Panel on Climate Change)的研究報(bào)告表明，全球約有30％的CO2是從建筑物中排放出來(lái)的，其中19％來(lái)自民用建筑，11％來(lái)自公共建筑。對(duì)部分OECD國(guó)家的調(diào)查顯示，從19731990年，％的速度增長(zhǎng)，而民用建筑中采暖能耗仍是C02排放的主要來(lái)源OECD國(guó)家建筑物中排放量對(duì)照表（1973年和1990年）從全壽命周期角度來(lái)看，建筑產(chǎn)品的全壽命周期涵蓋原材料開(kāi)采、建材加工、構(gòu)配件制造、規(guī)劃設(shè)計(jì)、建筑施工、運(yùn)行使用、維護(hù)保養(yǎng)、拆除報(bào)廢和回收利用的整個(gè)過(guò)程。在建筑產(chǎn)品的全壽命周期內(nèi)，始終伴隨著大量的能源消耗和環(huán)境污染。當(dāng)前，以“可持續(xù)發(fā)展”為主題的保護(hù)生態(tài)環(huán)境、合理利用資源和能源等一系列活動(dòng)已在全球范圍內(nèi)展開(kāi)。由于建筑產(chǎn)品具備促進(jìn)人類(lèi)發(fā)展和影響生態(tài)環(huán)境的正負(fù)雙重身份，因此，建筑節(jié)能工作既是社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要，又是改善人類(lèi)生存環(huán)境的需要。在如此嚴(yán)峻的能源利用形勢(shì)面前，社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展令人擔(dān)憂。但是巨大的危機(jī)背后，對(duì)于新能源經(jīng)濟(jì)來(lái)說(shuō)卻意味著無(wú)限光明的發(fā)展前景。在此我們只針對(duì)問(wèn)題的主要部分，我國(guó)建筑能耗最重大部分的北方地區(qū)居民供暖問(wèn)題展開(kāi)論述。4）建筑供暖系統(tǒng)簡(jiǎn)述a、建筑供暖系統(tǒng)的熱源談到建筑供暖系統(tǒng)，系統(tǒng)熱源是最主要的組件。比較常規(guī)的產(chǎn)品就是燃煤或者燃油燃?xì)忮仩t供暖，鍋爐可以提供充足穩(wěn)定的供暖負(fù)荷，并根據(jù)建筑用戶的要求，就有一定的調(diào)節(jié)功能。一般大中型的集中或區(qū)域建筑供暖都是采用集中供暖鍋爐作為系統(tǒng)熱源。但是隨著煤碳、石油和天然氣等化石燃料的消耗，燃料價(jià)格正快速上漲，這不可避免的增大了鍋爐供暖的成本。同時(shí)鍋爐燃燒所造成的污染也越來(lái)越多的為世人關(guān)注。近些年來(lái)，我國(guó)許多大城市都在針對(duì)鍋爐污染進(jìn)行改革治理。北京市早在2001年就開(kāi)始實(shí)行《中華人民共和國(guó)大氣污染防治法》辦法，并特別對(duì)燃煤鍋爐的運(yùn)行管理進(jìn)行嚴(yán)格的審查。為了減小供暖燃料所造成的污