我国太阳能采暖现状分析

    据了解，采暖和空调在建筑能耗中占有较大比例，随着我国城镇化建设的发展以及节能减排政策的实施，绿色建筑、低碳建筑、新农村示范工程建设越来越多，供热、采暖中对可再生能源的应用也越来越广泛。中国农村能源行业协会太阳能热利用专业委员会主任罗振涛提出的四个扩展和八大技术发展方向中也提到了太阳能热利用要在民用基础上向采暖空调扩展，开发推广太阳能热水采暖及辅助能源匹配技术。

　　可以看出，针对建筑能耗节能减排方面，国家出台的政策对建筑中使用太阳能热力系统给予了大力的鼓励与支持，尤其支持太阳能采暖，从行业领导的讲话中可以看出对太阳能采暖的重视。

　　国外太阳能采暖发展状况

　　欧洲、北美对太阳能供热(热水、采暖)系统的工程应用已有几十年历史，过去主要用于单体建筑―――“太阳能建筑”和“零能建筑”内的小型系统，但近10余年，包括区域供热在内的大型太阳能供热采暖综合系统的工程应用有较快发展。北欧、中欧等主要国家如瑞典、奥地利、丹麦、挪威等国家太阳能采暖综合系统的应用比例已占全部安装量的50%。有关数据显示，欧洲年增10万套太阳能取暖设备，按一套太阳能取暖设备平均20万元人民币计算，可达每年200亿元人民币的规模。

　　目前，丹麦Marstal太阳能供热采暖工程是世界上最大的太阳能供热采暖系统。该系统太阳能集热器安置在大面积空地上，集热器面积1.83万平方米，与社区热力网连接，1996年建成运行，使用2100立方米水箱、4000立方米水容量沙砾层及10000立方米地下水池蓄热。

　　从2000年开始，德国BMBF(联邦教育科技部)和BMWI(联邦经济技术部)实施了太阳能区域供热政府项目，至2003年已建成12个太阳能区域供热示范工程，8座季节蓄热小区热力站和4座短期蓄热小区热力站。

　　国际能源机构IEA在“太阳能供热制冷”计划中组织完成的任务“太阳能供热综合系统”，编制出版了《太阳能住宅供热综合系统设计手册》，手册中汇总了19个典型系统、15个工程案例，成为太阳能供热采暖综合利用系统设计的权威工具书。

　　可见，国外在太阳能采暖方面已形成了区域供热的规模，一些国家在太阳能区域供热政府项目的支持下，太阳能采暖取得了很大的发展。

　　近年来，随着人们节能减排意识的提高以及太阳能热利用产品技术的不断进步，我国相继建成了一系列太阳能采暖项目，有单体个人采暖项目，也有政府太阳能采暖示范项目，其中以新农村建设示范工程项目较多。如：北京市平谷区新农村建设项目的新农村住宅太阳能采暖项目、北京市顺义区民宅太阳能采暖项目、北京市大兴区榆垡镇无煤村改造项目、河北省唐山迁安市太阳能农村住宅太阳能采暖项目、拉萨火车站太阳能采暖项目等。国内目前以北京市建设的太阳能采暖项目为最多，而且目前建设的太阳能采暖项目大多为政府补贴示范性项目，非政府示范性项目较少。

　　国内目前太阳能采暖项目以单体建筑采暖为主，离区域供暖形式还有一段距离。可以说，目前我国太阳能采暖还处于起步阶段。

　　北京市太阳能采暖工程应用

　　《北京市“十一五”时期能源发展及节能规划》提出，鼓励太阳能的利用，推广太阳房建设和太阳能热水器的使用。

　　到2010年，实现可再生能源供热面积4000万平方米，约占全市总供热面积的6%。这也成为了北京地区大力发展太阳能采暖的政策支撑。

　　据《北京地区太阳能采暖工程现状调研报告》统计，截至2008年4月底，北京市开工建设太阳能采暖工程的建筑物建筑面积约为16.75万平方米，全部为单体建筑小型太阳能采暖系统，在已建的工程中，办公类建筑1.93万平方米，占总建筑面积11.52%，民宅类建筑约14.82万平方米，占总建筑面积88.48%。表1为公共建筑太阳能采暖工程，表2为各类民宅太阳能采暖工程。
由表2可以看出，北京市太阳能采暖工程主要分布在郊区，并且太阳能采暖技术的应用范围主要集中在新农村新民居的建设项目上。其中，平谷区由于新民居太阳能采暖工程项目实施较早，因此所占比例最大。北京市太阳能采暖建设工程大部分为新农村的民居建设，公建使用的面积较小，且多为示范性建设工程。

　　在北京市已建的太阳能采暖工程中，使用的太阳能集热器类型主要为平板型太阳能集热器。鉴于目前太阳能采暖多应用于新农村的建设项目中，即便是公建建筑也多位于郊区县，因此，辅助能源的应用类型多为生物质燃料锅炉或电辅助加热。

　　其他地区太阳能采暖工程应用

　　除了北京市外，在我国其他地区也开展了一系列太阳能采暖项目。通过对一些企业在东北、西北、华北地区做的太阳能采暖项目了解发现，其他地区太阳能采暖政府补贴性项目较少，做太阳能采暖项目多为单位或者个人。目前东北、西北、华北地区太阳能采暖工程主要集中在热网无法到达的地方，如城市郊区、乡镇、农村等。也有考虑进入热网集中供暖费用较高，综合考虑之下选择了太阳能采暖系统。

　　目前太阳能采暖初投资较高，做太阳能采暖的单位或者个人都较有经济实力，因社区热网无法到达，考虑到太阳能采暖干净、环保、卫生，都选择安装太阳能采暖。可以看出，随着生活水平的不断提高，人们对生活的舒适性要求也越来越高。而无法提供集中集热的地方太阳能采暖成为了其首选。

　　其他地区太阳能采暖工程中使用的太阳能集热器类型主要为真空管太阳能集热器，辅助能源应用类型跟北京市相似，多为生物质燃料锅炉或电辅助加热。

　　根据北京地区和其他地区的太阳能采暖工程实施情况可以看出，我国城市郊区和偏远农村地区太阳能采暖市场潜力巨大，在社区热网难以到达的地方可以考虑太阳能采暖。目前太阳能采暖在城市展开存在一定难度，难以满足高层住宅供热，农村平房或低层住宅供热可以满足，并且农村地区可以提供足够的太阳能集热器安装场地。

　　太阳能采暖作为一项新技术，在国内的应用处于起步阶段。经过几年的工程示范应用，一批骨干太阳能热利用企业进行了大量的技术研发，目前在太阳能集热器产品、系统设计等方面已有相对稳定的技术，针对于太阳能供热采暖工程的技术规范也编写完成。

　　从国内厂家建设的太阳能采暖技术统计看，目前太阳能热水采暖技术以单体建筑太阳能采暖为主，绝大部分为短期蓄热形式。随着太阳能热利用技术的不断进步，一些企业的太阳能采暖技术也慢慢开始往跨季节蓄热方面发展，实现冬季供暖非采暖季节供热制冷。目前太阳能区域供热采暖、跨季节蓄热供暖技术已列入“十一五”国家科技支撑计划。

　　目前在太阳能采暖系统中，太阳能集热器运行设计全部采用温差循环方式。其中绝大部分均采用直接循环、排空防冻技术。目前国内太阳能采暖系统储水箱的设计方案有两种：单水箱太阳能采暖系统及双水箱太阳能采暖系统。由于单水箱方案较双水箱方案具有投资、占用空间小、使用方便等特点，因此，国内除前期建设的一些太阳能采暖工程采用双水箱设计方案外，后期实施的工程全部采用单水箱太阳能系统设计方案。

　　太阳能集热器方面，北京市太阳能采暖项目运用平板太阳能集热器较多外，其他地区均使用真空管太阳能集热器，主要考虑到冬天真空管太阳能集热器集热效率优于平板太阳能集热器。

　　在水箱制造工艺方面，为保证设备的正常使用寿命，目前一般均采用不锈钢或搪瓷内胆水箱。太阳能采暖系统的辅助热源从技术上可采用任何一种常规热源，以弥补太阳能源不稳定的缺陷。目前已建的太阳能采暖系统中采用的辅助能源有生物质能、电能、地源热泵、水源热泵等。
我国的太阳能资源分为四类地区，一类：太阳辐照量大于6700MJ/m2的资源极富区;二类：太阳辐照量在5400～6700MJ/(m2・a)的资源丰富区;三类：太阳辐照量在4200～5400MJ/(m2・a)的资源较富区;四类：太阳辐照量小于4200MJ/(m2・a)的资源一般区，不同地区太阳能采暖系统的太阳能保证率应满足表3要求。

　　根据国家标准《民用建筑热工设计规范》，如图1所示，我国的建筑热工设计分区分为严寒地区、寒冷地区、夏热冬冷地区、夏热冬暖地区和温和地区。严寒、寒冷地区都有冬季供暖需求。随着人们生活水平的提高，夏热冬冷的部分地区也开始出现冬季供暖的需求。

　　可以看出，我国同一热工设计分区的太阳能资源有所不同，2/3以上的采暖地区属二类以上地区，其余的采暖地区包括东北、河南、江苏大部，内蒙古、河北、山东、山西、陕西的部分地区也都属三类地区。据相关资料显示，太阳能供暖比较发达的欧洲国家其太阳能资源仅相当于我国的三类或四类地区，即资源一般或贫乏区。因此我国的采暖地区的太阳能资源比较丰富，有利于推广太阳能供暖。

　　眼下正值寒冬季节，南方采暖也再一次成为了人们热议的话题，根据以上分析，南方完全可以尝试采取太阳能采暖。

　　由于南方特殊的气候条件，冬季较短，可以考虑采取分户采暖的方式。目前南方一些家庭的单位或个人在建筑设计时安装了空气源热泵或者地源热泵，可以将太阳能与地源热泵结合起来，太阳光照充足的时候使用太阳能供暖，太阳光照不足的时候使用地源热泵，针对一些光照不好的地方，可以将太阳能作为辅助能源，以电加热为主，以太阳能+空气源热泵或者地源热泵为辅，这样既满足了舒适性要求，又满足了节能要求。

　　我国太阳能采暖面临问题

　　1.初投资较大，回收期长。目前建设的太阳能采暖项目初投资费用高于其他常规供暖设施，与后期可节约费用相比节能率并不理想。

　　2.使用范围相对较小。由于太阳能采暖所需的集热面积远大于太阳能热水系统，对安装位置(建筑屋面等)有要求。一般高于3层以上的建筑其屋面已不能满足全部太阳能集热器的安装条件，太阳能采暖系统对于高层建筑存在安装建设条件不足的缺陷，这一问题在居住密度较大的城区更加难以解决，限制了太阳能在此类地区建筑的应用。

　　目前太阳能采暖系统存在的问题：

　　1.冬季的热量不足而夏季过剩。目前安装的太阳能采暖系统设计有短期蓄热和长期蓄热两种，一般短期蓄热系统均存在夏季系统过热问题。

　　2.冬季集热系统效率较低。目前太阳能集热系统冬季的系统效率较低，太阳能保证率一般在22%～35%，导致系统使用效果不理想。

　　3.工程设计缺乏标准及规范。由于国家标准尚未出台，目前已建太阳能热水采暖系统在太阳能集热器面积设计、安装倾角、辅助能源的配备等方面无统一标准，对系统的投资、使用效果及能源利用率等造成了一定的负面影响。

　　结论

　　太阳能供热采暖是继太阳能热水之后，最具发展潜力的太阳能热利用技术，是今后应大力推广的技术。我国太阳能资源最为丰富的地区(太阳能资源区划的一类地区和二类地区)，都是气候寒冷、常规能源比较缺乏的偏远地区，如西藏、新疆、内蒙古等，既有实际的采暖需求、又有充足的资源条件，是应用太阳能供热采暖条件最为优越的地区。但是，这些地区大多比较贫困，缺乏工程示范的经济支撑能力。所以，国家应出台相应的优惠政策，重点扶持这些地区开展太阳能供热采暖的示范工程，在此基础上总结经验，进行可行性研究，并在条件成熟后，率先出台推广太阳能供热采暖技术的地方性政策法规，逐步过渡到全国。
据了解，太阳能采暖能源替代率为30%～40%.随着太阳能热利用技术的不断进步及示范工程的不断实施，我国太阳能供热采暖技术和工程应用将会有较快的发展，特别是财政部、住建部的“可再生能源建筑应用示范项目”完成后，会获得相当数量示范工程的实践经验总结。所以，近几年的工作应着重放在为将来实施太阳能供热采暖技术推广及相关政策的制定创造条件上。一方面积极开展工程应用示范，另一方面可以挑选工程应用较多的地区，先行酝酿制定地方性的太阳能供热采暖技术推广政策。

　　针对太阳能采暖发展要求，要努力提高太阳能供热、采暖系统的太阳能保证率，做到全年综合利用;应研究开发短期和季节蓄能新技术，在我国北方冬季寒冷、夏季凉爽的地区，蓄存春、夏、秋季太阳热能用于冬季采暖，提高太阳能供热、采暖系统的节能效益，这是太阳能供热、采暖技术进步的重要发展方向。

　　另外，提高太阳能、地热能，生物质能等多种可再生能源在建筑中的综合利用技术水平，包括优化设计、智能化控制、蓄能技术等，发挥不同能源种类的各自优势，做到多能互补;开发太阳能供热、采暖综合利用“绿色建筑”的评估检测技术，建立太阳能供热、采暖综合利用绿色建筑性能评估体系，进行建筑物能效标识认证，从而保证市场的持续健康发展。

来源：新浪地产

本文链接：https://taiyangweixiu.com/post/206.html

转载声明：本站发布文章及版权归原作者所有，转载本站文章请注明文章来源！