關(guān)于太陽(yáng)能采暖的幾點(diǎn)體會(huì)

山東臨沂國(guó)陽(yáng)太陽(yáng)能采暖技術(shù)公司/孫國(guó)陽(yáng)

　　1概述

　　山東臨沂國(guó)陽(yáng)太陽(yáng)能采暖技術(shù)公司（以下簡(jiǎn)稱“國(guó)陽(yáng)太陽(yáng)能”）利用太陽(yáng)能采暖近14年的使用實(shí)踐證明（遼寧、河南、江蘇、浙江、山東等地均有實(shí)例），地理位置在北緯25℃~40℃之間，年光照在2300~2600小時(shí)左右的區(qū)域均可使用，對(duì)于太陽(yáng)能采暖，筆者有以下幾點(diǎn)實(shí)際體會(huì)。

　　（1）當(dāng)陽(yáng)光充足時(shí)，太陽(yáng)能基本能滿足采暖的需要；當(dāng)光照不充足時(shí)，需要常規(guī)能源提供約50%能量；當(dāng)遇陰雪天氣時(shí)，基本全靠常規(guī)能源提供熱量。（2）真空管集熱器比平板型集熱器效果好。（3）末端散熱：地暖為佳，暖氣片一般，超導(dǎo)暖氣片不適用。（4）輔助熱源：電能最佳，其次是燃?xì)鉅t，燃煤爐不方便。（5）控制系統(tǒng)部分，當(dāng)采暖面積在500m2以下，采用半自動(dòng)控制。大面積采暖選用全自動(dòng)控制（需要專用管理或兼職管理）。（6）材質(zhì)：集熱器選用不銹鋼，管道鍍鋅管。（7）功能：洗浴、采暖。（8）壽命：20年以上（易損件除外）。（9）經(jīng)濟(jì)效益：2.5~3年便可收回成本，節(jié)能年平均可達(dá)40%~60%。（10）熱源最佳選擇：太陽(yáng)能、地源熱泵，電、三合一調(diào)配利用設(shè)計(jì)是系統(tǒng)的最佳方案。（11）采暖面積越大，單位面積投資越小，反之加大。

　　2集熱器設(shè)備的選擇

　　對(duì)真空管式太陽(yáng)能集熱器和平板型太陽(yáng)能集熱器分別安裝給用戶使用，經(jīng)幾個(gè)冬季后，最終確定選用真空管集熱器（真空管φ47×1.5m升溫速度比φ58×1.8m快），其理由是，在冬季，正常天氣情況下，真空管集熱器水溫升到35℃~45℃是不難的（地暖供水溫一般保持在35℃~50℃）。

　　太陽(yáng)能采暖儲(chǔ)熱循環(huán)水箱，聚胺脂發(fā)泡保溫，系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，考慮到因冬季采暖為主，為此水箱容量不宜過(guò)大，通過(guò)實(shí)際應(yīng)用確定為循環(huán)水箱的容量是供暖系統(tǒng)總需水量的1.2~1.5倍為佳，在非采暖期，水量、水溫過(guò)大，出現(xiàn)夏季過(guò)熱，可另設(shè)一個(gè)較大容量水箱，其熱水供生活洗浴使用。二個(gè)水箱相互連接，冬夏季節(jié)互相切換使用。

　　3系統(tǒng)輔助加熱

　　采用燃?xì)鉅t輔助，只需把太陽(yáng)能出熱水口接入燃?xì)鉅t進(jìn)水口處即可。如果采用燃煤爐，按以上連接方法使可。目前對(duì)小面積采暖一般不采用。如大面積采暖，在有條件的地區(qū)方可采用燃煤爐輔助。

　　經(jīng)過(guò)使用對(duì)比，目前太陽(yáng)能采暖采用電加熱配合使用。電加熱器具有加熱快，使用方便，控制簡(jiǎn)單等特點(diǎn)。對(duì)電加熱棒的選擇，單個(gè)功率低，散熱電棒長(zhǎng)，可相對(duì)延長(zhǎng)使用壽命，目前市場(chǎng)上出售的有銅和不銹鋼，使用中并沒(méi)有大的差異。其功率的選擇，分別有4kW、9kW、10kW和12kW，家庭一般采用220V電壓為佳，要是大面積的采暖面積，需要380V電壓為佳?？傊鶕?jù)采暖面積大小確定，如100m2采暖面積可安裝4kW~6kW各一個(gè)即可，并可調(diào)節(jié)使用。

　　電加棒安裝在采暖水箱中間偏低位置。當(dāng)采暖水箱水溫達(dá)到所需溫度時(shí)，供暖水泵便可啟動(dòng)供暖（另設(shè)有水溫、水位，溫度開(kāi)關(guān)控制設(shè)施）。

　　4末端散熱器的確定

　　1.超導(dǎo)暖氣片。水溫必須穩(wěn)定保持在45℃以上，可正常運(yùn)行。因太陽(yáng)能提供熱水，在冬季很難正常提供45℃以上熱水，因而放棄暫不使用。

　　2.暖氣片。因在室內(nèi)空間靠墻壁安裝，它所需水溫在45℃以上（有的地區(qū)除外）效果為佳。同時(shí)它的散熱方式是其熱量在室內(nèi)自下而上形成空氣對(duì)流，需一定時(shí)間才能達(dá)到室內(nèi)所需溫度，要保持它的所需溫度，必須加大輔助熱源的消耗，這樣就加大了運(yùn)行費(fèi)用。

　　3.末端散熱。采用低溫地板輻射采暖（統(tǒng)稱叫地暖，選材目前采用PEX管材，原料為韓國(guó)進(jìn)口，壽命在50年左右，輔設(shè)方法常規(guī)）。主要優(yōu)點(diǎn)有：一是地板層厚度6cm~8cm，本身有儲(chǔ)熱放熱特點(diǎn)。二是所需熱源溫度較低（一般35℃~45℃）。

　　三是室內(nèi)空間一般高度2.8m~3m。地板表面溫度可達(dá)16℃~20℃左右（功率按50％計(jì)算），符合我國(guó)傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)“溫足涼頂”健身的理論，人們感覺(jué)舒適，根據(jù)使用證明，利用地板采暖一般情況下，天氣好時(shí)，太陽(yáng)能基本能滿足人們的采暖需求。因此太陽(yáng)能取暖末端散熱利用地暖為佳。

　　5系統(tǒng)保溫

　　因水箱、太陽(yáng)能集熱器、地暖和管道相互連接成為一個(gè)大循環(huán)系統(tǒng)，室外的設(shè)施，要特別注意保溫。冬季在正常運(yùn)行時(shí)，管道水溫在35℃~45℃之間，室外在冬季最高也零下5℃~10℃，這樣溫差大，散熱明顯，通過(guò)實(shí)際應(yīng)用，我們采用了靠近管道壁加伴熱帶，雙層加厚保溫（厚度一般在10cm以上），循環(huán)水泵盡量安裝在朝陽(yáng)處或室內(nèi)，如果水泵運(yùn)行正常，一般不會(huì)結(jié)凍，尤其是特殊天氣時(shí)，管道的陰暗處最易結(jié)凍，此時(shí)須用伴熱帶解凍。

　　6控制部分

　　為了減少投資的成本，同時(shí)考慮到使用壽命，筆者認(rèn)為一般在500m2采暖面積以下，只需安裝有水位、水溫顯示和溫度開(kāi)關(guān)便可，方便隨時(shí)觀察數(shù)據(jù)保持系統(tǒng)正常運(yùn)行。如果采暖面積較大（1000m2以上），需配用自動(dòng)控制柜，按所需要求，設(shè)置參數(shù)，便可自動(dòng)運(yùn)行。但必須有專人管理。

　　7經(jīng)濟(jì)效益和使用壽命

　　一次性投資，使用壽命越長(zhǎng)，效益越大。要想詳細(xì)計(jì)算出它的確切數(shù)據(jù)，是一個(gè)非常復(fù)雜的研究課題。在一般情況下，筆者做了粗略統(tǒng)計(jì)，集熱器材質(zhì)選用不銹鋼和鍍鋅管，使用壽命不會(huì)低于20年。國(guó)陽(yáng)太陽(yáng)能運(yùn)行的工程已8年有余，經(jīng)調(diào)查，工程質(zhì)量很穩(wěn)定。

　　輔助熱源的投入，要根據(jù)采暖地區(qū)的客觀條件、地理位置、光照時(shí)間、采暖時(shí)間的長(zhǎng)短和常規(guī)能源的來(lái)源進(jìn)行設(shè)計(jì)。設(shè)備運(yùn)行后，冬季利用取暖或非采暖期利用熱水供人們洗浴等進(jìn)行綜合應(yīng)用，其效益會(huì)更加明顯。總之，設(shè)備選用好的材質(zhì)，一般情況下，2.5~3年便可收回成本。

　　8數(shù)據(jù)參考

　　以100m2采暖為例，室內(nèi)溫度為16℃~18℃，效益對(duì)比

　　如表1所示。

　　據(jù)目前全國(guó)各地客觀情況不一和現(xiàn)在的技術(shù)水平所限，所選用的比值也不同。以下提供幾個(gè)參數(shù)供參考：

　　1.采暖面積的比值：太陽(yáng)能采光面積：拉薩需12~13m2，北京20m2，華北中部16~18m2，江北14m2。

　　2.采暖水箱的容量上文已陳述。

　　3.電加熱器功率4kW、6kW各一個(gè)，酌情調(diào)節(jié)使用。

　　9使用管理

　　經(jīng)常觀察系統(tǒng)各個(gè)部位是否漏水，如閥門各管件結(jié)合處的部件，要及時(shí)發(fā)現(xiàn)及時(shí)更換維修，特別是冬季來(lái)臨之前，一定要細(xì)查細(xì)修，保證系統(tǒng)不漏水。

　　10實(shí)際工程應(yīng)用（如圖1、2所示）