太陽能采暖“叫好不叫座”困境探討（輔助能源選擇與優化）

時間：2014-06-16 15:56:58 作者：tianc 來源：綠建之窗閱讀：1540

內容摘要：天普新能源科技有限公司技術支持部部長王亞龍認為，利用太陽能采暖市場很大，這是毋庸置疑的。但利用太陽能采暖和制取生活熱水還不一樣，生活熱水不需要連續供應而采暖用熱水必須連續供應，而且要穩定可靠。太陽能輻射受晝夜、季節、緯度和海拔等自然條件的限制和陰雨天等因影響，存在較...

　 重要性

　　天普新能源科技有限公司技術支持部部長王亞龍認為，利用太陽能采暖市場很大，這是毋庸置說摹５利用太陽能采暖和制取生活熱水還不一樣，生活熱水不需要連續供應而采暖用熱水必須連續供應，而且要穩定可靠。太陽能輻射受晝夜、季節、緯度和海拔等自然條件的限制和陰雨天等因素影響，存在較大的間歇性和不穩定性，因此在太陽能采暖系統中，必須要設置輔助能源。

　　大連希奧特陽光能源科技有限公司鄧曉東董事長認為：因受氣候條件的影響，太陽能采暖系統必須要配置輔助加熱用以補充太陽能光熱能量不足時造成的能量缺口。如果輔助加熱的形式選取得不合理，不僅無法保障整個系統的使用效果，還會造成運行費用失控的局面。選擇哪種輔助加熱作為太陽能采暖系統中的一個難點在系統設計之初就要有完備的解決方案。

　　輔助能源種類

　　王亞龍表示，目前可以和太陽能進行結合的能源大致可分為如下3種：

　　1.傳統型：城市熱網、電鍋爐、燃油鍋爐、燃氣鍋爐、燃氣壁掛爐；2.節能型：生物質鍋爐、空氣源熱泵、水/地源熱泵；3.余熱回收型：工業廢熱。

　　如果按照能源應用地域來劃分，可分為如下2種：

　　1.農村型：生物質鍋爐、電鍋爐、空氣源熱泵、水地源熱泵；2.城市型：城市熱網、工業廢熱、燃氣鍋爐、燃氣壁掛爐、燃油鍋爐、空氣源熱泵、水地源熱泵。

　　中能索陽（北京）新能源科纈邢薰司申玉杰總經理提出對于輔助能源形式與優先次序的看法。

　　1.電輔助，有內置式、外置罐式、電鍋爐等形式，這是應用最廣泛的一種輔熱形式。初投資省綈滄胺獎恪⑶謝環獎愣際瞧潯淮罅墾≡竦腦因，選擇的關鍵是要關注用戶電力進線能否滿足電輔功率要求。

　　2.天然氣，燃氣爐是主要使用形式，這是城市自采暖韁的主要取暖方式。

　　3.熱泵，一般包括水源、土壤源、空氣源熱泵等多種形式，近年來發展速度迅猛。

　　居民電價：0.4883元/（kW穐）；1千瓦時電的熱值：3600kJ；

　　居民天然氣價：2.25元/m3>1m3天然氣的熱值：38000kJ；

　　北京冬季熱泵工作環境溫度-3℃，空氣源熱泵COP≈2.5，即消耗1kW穐電換得熱值9000kJ；而水地源熱泵一般COP>4，則消耗1kW>電換得熱值在14400kJ以上。

　　以獲得同樣熱量所付運行費用相比：電最貴，其次是天然氣，熱泵最便宜。

　　系統設計與運行管護

　　關于輔助能源功率選擇，申玉杰指出確定建筑的熱"荷和耗熱量是采暖設計的先決條件，太陽能采暖一般只是滿足部分的采暖需求。這個部分滿足是整個采暖期提供一定熱量供應，而不是供暖瞬間的提供比例。

　　所"輔助能源功率選擇必須考慮建筑采暖在室外最不利工況時的保證供應，也就是須根據建筑采暖熱負荷選擇確定輔助能源的加熱功率。不能僅憑耗熱量指標選擇，更不能拿建筑熱負荷減掉太陽能集熱峰值功率的差值來確定。

　　關于輔助能源與太陽能相結合的系統設計，申玉杰認為目前國內已經完成一些太陽能采暖項目，在設計之初的理論計算階段，有相當多項目的太陽能貢獻率遠達不到50%。在保證用戶所需室內溫度的前提下，系統設計必須實現優先/用太陽能并盡量將其用盡。太陽能與輔助能源設備的切換必須達到整合自動。

　　對于教室、度假別墅類間歇使用建筑，太陽能采暖應用設計中太陽能配置應考慮可/足建筑低溫防凍保護需求，輔助熱源配置則提供舒適需求保證。

　　關于輔助能源的運行管護，申玉杰強調安全性是輔助能源運行首要考慮的問題，包括漏電等用電/全、泄漏排放等用氣安全，以及熱泵噪聲等等。

　　還應注意的是必須防止消耗大量輔助能耗去保護太陽能防凍等，甚而為此保護發生的輔熱能耗超過系統的太陽能/熱得熱量情況。為了滿足采暖需求并經濟合理，對于輔助能源的選擇應用必須引起足夠重視。

　　綜合考慮

　　太陽能輔助加熱是包括加熱設備、分層蓄熱及控制系統在內的一套完整的體系。鄧曉東強調，選擇輔助加熱首先要因地制宜，多種能源并舉。輔助加熱設備的常見形式有燃煤爐、燃氣爐、燃油爐、電加熱設備及s網換熱等，選取時要充分考慮到各項條件，如項目所在地的基礎條件、有無環保要求及投資與運行費用的經濟效益分析等來綜合考慮。

　　以希奧特太陽能聯供系統s范工程為例，項目所在地位于城郊工業園區，根據當地環保部門要求該區域不得新增燃煤鍋爐，同時該區域無燃氣和市政供熱管網覆蓋，但項目屬于大工業用電范疇，享受分時電價優惠政策（夜間低谷電價為平價電的50%）所以采用了希奧特專利產品“電磁感應加熱裝置”進行蓄熱式輔助加熱。

　　作為可靠的電輔助加熱設備需滿足以下條件：要確保高效率、長壽命，要絕對確保水電分離，熱啟動要快，便于智能化控制，實現分時段、分季節控制加熱傭，不做無用功。且要易于除垢及維護保養。

　　優秀的輔助加熱系統不僅要加熱設備本身過硬，同時還要有良好的蓄、散熱系統及控制系統來配合，就像一個健康尤瞬喚鲆有一顆強勁的心臟，同時還要有暢通的循環系統來輸送血液和高效的神經系統來控制、指揮輸送到最需要的位置一樣。

　　在任何時刻系統都要確保室溫控釉諫瓚ㄎ露確段內。要有經濟模式和舒適模式，以適應不同群體對室溫的要求。供熱末端地熱盤管是太陽能系統最佳的搭檔，它與蓄熱水箱構成了聯合蓄熱體，利用地面的熱慣性保持室溫恒定，同時地面的熱慣性也給蓄熱水箱分時段蓄熱提供了間歇的時間（如：維持到谷區時段加熱或白天庸庹眨。合理設置蓄熱上限溫度是關鍵環節。

　　王亞龍表示，太陽能采暖不再是一個美麗的神話，已經從神壇走入老百姓家中，當然它還有很長的路要走，技術上佑形侍猓關鍵還是看政府出臺的政策，怎樣讓老百姓真正從中收益。