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我国太阳能资源分布的主要特点：太阳辐射总量的高值中心和低值中心都处在北纬
22°～35°，青藏高原是高值中心，四川盆地是低值中心；太阳年辐射总量，西部地区
高于东部地区，而且除西藏和新疆地区之外，基本上是南部低于北部；由于南方多数地
区云、雾、雨多，在北纬 30°～40°地区，太阳辐射总量的分布情况与一般的太阳能随
纬度而变化的规律相反，太阳能不是随着纬度的增加而减少，而是随着纬度的增加而增
加。按接受太阳能辐射量的大小，全国大致上可分为 5类地区[2]
。 1.2 太阳能采暖利用情况和方式
太阳能采暖的利用方式分为被动式和主动式两种。
1.2.1 被动式太阳能利用
被动式太阳能是指不借助风扇、泵和复杂的控制系统而对太阳能进行收集、储藏和
再分配的系统。这种功能建立在对建筑设计的综合研究之上，那些建筑的基本要素，如
窗、墙、楼板等都尽可能地负担着各种不同的功能。例如，墙不仅起支撑屋顶和围护的
作用，还负担着热能的储存和释放作用。每一个被动式太阳能采暖系统至少要有两个构
成要素：朝南的玻璃采集器和通常由砌块、岩石或水等保温材料组成的能量储存构件。
根据这两个要素之间的关系，被动式太阳能系统主要的几种形式有：直接获取系统、图
洛姆保温墙、太阳室、屋顶水池、现代园艺温室等。
（1）直接获取系统
在直接获取系统中，每个朝南的窗户都是一个直接获取太阳能的系统，而其他朝向
的窗户在冬季所丧失的热量比其获取的热量要多。在直接获取系统中，温室效应能够起
到一个热调节阀的作用，它使太阳的短波辐射进入，同时又阻止了热量的丧失。建筑内
部的保温材料能够吸收这些热量，同时可以防止白天室内温度过高，而夜晚则将储存的热量释放出来，如果设计合理，保温墙散发的热量将能够使房间在整个夜晚感觉非常舒
适。因此，保温材料的面积和南向玻璃面积之比在直接获取系统中是非常关键的。
（2）太阳室
太阳室是一种为建筑物主体采暖而设计的房间，其用途犹如第二起居室。这种概念
源自 18 世纪~ 19 世纪流行的“暖房”。今天太阳室常被人们称为“日光浴室”。因为太
阳室隔热及遮阳的效果差，所以不能加热或制冷。机械采暖和制冷需要太多的能量，而
太阳室则是损失能量快于获取能量。它存在温度变化幅度过大的问题，当温度达到最高
时，太阳室将暂时不能使用。因此，一个好的太阳室设计应使其在一年中可以有较多的
时间令人感到舒适。
1.2.2 主动式太阳能利用
（1）太阳能热泵系统
热泵技术是一种新型的节能型空调制冷供热技术，是利用少量高品位的电能作为驱
动能源，从低温热源吸取低品位热能，并将其传输给高温热源，以达到泵热的目的，从
而转能质系数低的能源为能质系数高的能源，节约高品位能源，是一种能够提高能量品
位的技术。将太阳能作为蒸发器热源的热泵系统称为太阳能热泵系统，其工作原理如图
1.1所示。太阳能热泵应用的主要研究领域为冬季太阳能热泵—地板辐射供暖系统和非采
暖季太阳能热泵供热水系统的研究。