关于太阳能采暖的几点体会

山东临沂国阳太阳能采暖技术公司/孙国阳

　　1概述

　　山东临沂国阳太阳能采暖技术公司（以下简称“国阳太阳能”）利用太阳能采暖近14年的使用实践证明（辽宁、河南、江苏、浙江、山东等地均有实例），地理位置在北纬25℃~40℃之间，年光照在2300~2600小时左右的区域均可使用，对于太阳能采暖，笔者有以下几点实际体会。

　　（1）当阳光充足时，太阳能基本能满足采暖的需要；当光照不充足时，需要常规能源提供约50%能量；当遇阴雪天气时，基本全靠常规能源提供热量。（2）真空管集热器比平板型集热器效果好。（3）末端散热：地暖为佳，暖气片一般，超导暖气片不适用。（4）辅助热源：电能最佳，其次是燃气炉，燃煤炉不方便。（5）控制系统部分，当采暖面积在500m2以下，采用半自动控制。大面积采暖选用全自动控制（需要专用管理或兼职管理）。（6）材质：集热器选用不锈钢，管道镀锌管。（7）功能：洗浴、采暖。（8）寿命：20年以上（易损件除外）。（9）经济效益：2.5~3年便可收回成本，节能年平均可达40%~60%。（10）热源最佳选择：太阳能、地源热泵，电、三合一调配利用设计是系统的最佳方案。（11）采暖面积越大，单位面积投资越小，反之加大。

　　2集热器设备的选择

　　对真空管式太阳能集热器和平板型太阳能集热器分别安装给用户使用，经几个冬季后，最终确定选用真空管集热器（真空管φ47×1.5m升温速度比φ58×1.8m快），其理由是，在冬季，正常天气情况下，真空管集热器水温升到35℃~45℃是不难的（地暖供水温一般保持在35℃~50℃）。

　　太阳能采暖储热循环水箱，聚胺脂发泡保温，系统设计中，考虑到因冬季采暖为主，为此水箱容量不宜过大，通过实际应用确定为循环水箱的容量是供暖系统总需水量的1.2~1.5倍为佳，在非采暖期，水量、水温过大，出现夏季过热，可另设一个较大容量水箱，其热水供生活洗浴使用。二个水箱相互连接，冬夏季节互相切换使用。

　　3系统辅助加热

　　采用燃气炉辅助，只需把太阳能出热水口接入燃气炉进水口处即可。如果采用燃煤炉，按以上连接方法使可。目前对小面积采暖一般不采用。如大面积采暖，在有条件的地区方可采用燃煤炉辅助。

　　经过使用对比，目前太阳能采暖采用电加热配合使用。电加热器具有加热快，使用方便，控制简单等特点。对电加热棒的选择，单个功率低，散热电棒长，可相对延长使用寿命，目前市场上出售的有铜和不锈钢，使用中并没有大的差异。其功率的选择，分别有4kW、9kW、10kW和12kW，家庭一般采用220V电压为佳，要是大面积的采暖面积，需要380V电压为佳。总之要根据采暖面积大小确定，如100m2采暖面积可安装4kW~6kW各一个即可，并可调节使用。

　　电加棒安装在采暖水箱中间偏低位置。当采暖水箱水温达到所需温度时，供暖水泵便可启动供暖（另设有水温、水位，温度开关控制设施）。

　　4末端散热器的确定

　　1.超导暖气片。水温必须稳定保持在45℃以上，可正常运行。因太阳能提供热水，在冬季很难正常提供45℃以上热水，因而放弃暂不使用。

　　2.暖气片。因在室内空间靠墙壁安装，它所需水温在45℃以上（有的地区除外）效果为佳。同时它的散热方式是其热量在室内自下而上形成空气对流，需一定时间才能达到室内所需温度，要保持它的所需温度，必须加大辅助热源的消耗，这样就加大了运行费用。

　　3.末端散热。采用低温地板辐射采暖（统称叫地暖，选材目前采用PEX管材，原料为韩国进口，寿命在50年左右，辅设方法常规）。主要优点有：一是地板层厚度6cm~8cm，本身有储热放热特点。二是所需热源温度较低（一般35℃~45℃）。

　　三是室内空间一般高度2.8m~3m。地板表面温度可达16℃~20℃左右（功率按50％计算），符合我国传统医学“温足凉顶”健身的理论，人们感觉舒适，根据使用证明，利用地板采暖一般情况下，天气好时，太阳能基本能满足人们的采暖需求。因此太阳能取暖末端散热利用地暖为佳。

　　5系统保温

　　因水箱、太阳能集热器、地暖和管道相互连接成为一个大循环系统，室外的设施，要特别注意保温。冬季在正常运行时，管道水温在35℃~45℃之间，室外在冬季最高也零下5℃~10℃，这样温差大，散热明显，通过实际应用，我们采用了靠近管道壁加伴热带，双层加厚保温（厚度一般在10cm以上），循环水泵尽量安装在朝阳处或室内，如果水泵运行正常，一般不会结冻，尤其是特殊天气时，管道的阴暗处最易结冻，此时须用伴热带解冻。

　　6控制部分

　　为了减少投资的成本，同时考虑到使用寿命，笔者认为一般在500m2采暖面积以下，只需安装有水位、水温显示和温度开关便可，方便随时观察数据保持系统正常运行。如果采暖面积较大（1000m2以上），需配用自动控制柜，按所需要求，设置参数，便可自动运行。但必须有专人管理。

　　7经济效益和使用寿命

　　一次性投资，使用寿命越长，效益越大。要想详细计算出它的确切数据，是一个非常复杂的研究课题。在一般情况下，笔者做了粗略统计，集热器材质选用不锈钢和镀锌管，使用寿命不会低于20年。国阳太阳能运行的工程已8年有余，经调查，工程质量很稳定。

　　辅助热源的投入，要根据采暖地区的客观条件、地理位置、光照时间、采暖时间的长短和常规能源的来源进行设计。设备运行后，冬季利用取暖或非采暖期利用热水供人们洗浴等进行综合应用，其效益会更加明显。总之，设备选用好的材质，一般情况下，2.5~3年便可收回成本。

　　8数据参考

　　以100m2采暖为例，室内温度为16℃~18℃，效益对比

　　如表1所示。

　　据目前全国各地客观情况不一和现在的技术水平所限，所选用的比值也不同。以下提供几个参数供参考：

　　1.采暖面积的比值：太阳能采光面积：拉萨需12~13m2，北京20m2，华北中部16~18m2，江北14m2。

　　2.采暖水箱的容量上文已陈述。

　　3.电加热器功率4kW、6kW各一个，酌情调节使用。

　　9使用管理

　　经常观察系统各个部位是否漏水，如阀门各管件结合处的部件，要及时发现及时更换维修，特别是冬季来临之前，一定要细查细修，保证系统不漏水。

　　10实际工程应用（如图1、2所示）