kaiyun网页版登录入口 农村太阳能采暖技术及案例分析

我国早期的太阳能采暖工程已有10多年的历史，如果算上被动式房屋的实践，历史就更长了。

一、我国农村太阳能采暖技术应用现状

一、发展概况

我国早期的太阳能采暖工程已有10多年的历史，如果算上被动式房屋的实践，历史就更长了。但无论是规模还是发展速度都落后于热水。 2016年竣工的39.52（276.64）万平方米/（MWth）中，热水仍占90%以上，供暖、制冷、工业和农业应用合计不到10%。这种情况主要是受社会发展阶段的制约。

如今，绿色发展理念的确立、人民生活水平的提高、环境保护的压力、能源革命战略的实施、“十三五”规划的发布，特别是北方清洁取暖地区将带动供热领域的快速发展。未来，太阳能采暖将以更快的速度发展，在农村住宅、学校、医院、疗养院、公共设施、农业生产设施等领域具有巨大而长期的市场空间，其覆盖面也将覆盖适合的地区。全国各地的地区。

2、区域分布

供暖区域分为集中供暖区域和需要供暖区域。我国幅员辽阔，气候条件差异较大。全国三分之二的国土面积属于严寒、夏冷酷热、冬冷地区，需要供暖。

常见的供暖地区包括黑龙江、吉林、辽宁、新疆、青海、甘肃、宁夏、内蒙古、山西、北京、天津、河北以及陕西北部、山东北部、河南北部等17个省市。他们的地理面积占全国总面积的10%。 70%。该地区每年日平均气温低于或等于5℃的天数在90天以上。

3. 管理与政策

供热管理体系亟待创新完善。过去，职能是分散的。城市集中供热的主管部门是建设部门，而农村和非供热地区供暖的主管部门不太明确。北京目前的煤改清洁能源改造由农委牵头，山东则建立了农村供热部门联席会议制度。联席会议办公室设在省住房和城乡建设厅。供暖就是供暖，还涉及到能源管理部门。

近年来，在习近平总书记重要讲话的引领下，供暖日益受到中国政府的重视。 2016年7月，我国可再生能源规模化发展项目《可再生能源供热案例研究、潜力及政策框架研究》历时两年结束，为我国可再生能源供热提出了政策和管理建议。

2017年3月2日，国家能源局新能源司在北京召开“非电可再生能源数据统计工作方案研究设计”项目启动会。 4月18日，国家能源局印发《关于促进可再生能源供热的意见（征求意见稿）》。 5月16日，财政部、住房城乡建设部、环境保护部、国家能源局印发关于开展中央财政支持北方地区冬季清洁取暖试点的通知区（财监[2017]238号）。

6月6日，国家能源局发布《关于编制北方地区可再生能源清洁取暖实施方案的通知》。

明确的资源潜力包括风能、太阳能、地热能、生物质能等各种可再生能源。 6月21日，国家能源局新能源司司长朱明撰文《扎实推进可再生能源持续健康发展》。文章提到能源革命“三步走”任务。第一步是实现天然气和非化石能源成为供应。第二步是实现非化石能源成为增量能源供应主体，第三步是实现非化石能源成为能源供应主体。

但到目前为止，总体来看，非电可再生能源统计制度仍在研究之中，政府的目标引导机制被认为无法落实，尚无国家层面的可再生能源供热连续性政策，部分供热体制机制存在障碍。尚未淘汰，热能计量和价格部分缺失，热能商业化尚未完成；改革仍在进行中。

4、技术开发

太阳能采暖技术作为一项应用技术云开·全站APPkaiyun，需要在实践中不断创新、总结和完善。由于政策力度的差异，北京等地早期太阳能采暖示范设计的太阳能保障率不高，太阳能的低运行成本没有得到充分体现。

近年来，随着北方农村清洁取暖的实践，技术进步明显，各地都出现了比较成功的案例。业界在太阳能供暖方面吸取了以下教训： 供暖不同于热水。除了尽可能高效地转换和收集之外，关键是保持特定建筑围护结构内的温度。

因此，采暖必须注重建筑保温性能的提高；必须有足够的集热面积，注重储热技术的应用，注重与辅助能源的结合，提高系统的可靠性；并通过技术进步降低初始安装成本。 ，要注重数据收集和分析，特别是经过实践验证、积累经验、总结完善的物联网技术的应用。

中国企业在创新实践中也开展了国际技术合作。例如，日出东方与丹麦Acon-Sonmark在华成立合资公司，与加拿大自然资源部能源技术中心签署技术合作协议。但由于体制障碍和政策差异，我国缺乏大规模的太阳能蓄热采暖科研项目，其应用实践困难。储能和集中供热技术发展缓慢，与国际先进水平仍有较大差距。

国内外供暖经验表明，“集中式”和“规模化”具有建设成本低和节能减排的优势，是太阳能供暖的未来方向。但我国北方不少地区仍习惯分户取暖。今年，北京已开始在延庆地区180户范围内建设集中供热管网，利用太阳能、地源热泵、土壤蓄热等技术实施太阳能集中供热示范工程。西藏太阳能跨季节蓄热项目的开标，有望进一步推动太阳能采暖技术进步。

2、典型案例及分析

1、太阳能户用建筑采暖应用

案例一：2010年至2016年，为河北省9个市、29个县的1080多户家庭安装了“太阳能+多能源互补供暖系统”。实际项目场景如下：

工作原理：每户采暖建筑面积100m2，安装一套系统。系统由太阳能集热器、保温水箱、辅助能源（清洁炉灶）、供热终端设备、洗浴设备、管道和控制设备组成。太阳能集热器将吸收的太阳能热水储存到保温水箱中，通过采暖终端设备（图为地暖，也可以是风机）用于建筑供暖。当太阳能不能使保温水箱内的水温满足供暖要求时，由辅助能源（清洁炉灶）提供供暖需求。该系统还具有提供生活热水的功能。设计保证太阳能贡献率达到70%，剩余30%（如阴天、雾天）补充辅助能源用于采暖。因此，系统集热器面积配置较大，达到33m2/100m2，这是该系统的一个突出特点。

1080户数据及效果统计：室内温度均达到设计指标，用户可根据需要进行调节；全年提供充足的生活热水；用户可自主调节和延长加热时间，满足个性化需求；生活水平进一步提高。

经济分析如下表：

主要能源为可再生能源，环境效益好，节省社会环保管理成本；主要能源低碳，符合能源结构变革和能源消费革命的战略方向；主要能源价格便宜，除+电模式外，接近当地集中供热费。该模式运行成本低于当地集中供热费，符合居民可承受政策；不再需要政府长期每年补贴，居民推广阻力小；主要能源为新能源，初装费较高，但5年总成本已较低，​​已接近单独常规能源总成本。

案例二：内蒙古包头市幸福路1号“太阳能+空气源+电采暖”供暖系统。实际项目场景如下：

该地冬季严寒，夏季炎热，昼夜温差大，无霜期长，日照充足。全年日照时数2960小时。建筑供暖面积100平方米。该建筑属老建筑，保温性能较差。加热端是一个旧的裸露铸铁散热器。

工作原理如下：

系统由太阳能集热器、热水储水箱、空气源热泵、缓冲水箱、电加热元件、铸铁散热器等组成。能源利用优先：太阳能、空气源热泵、电。为建筑物提供供暖和生活热水需求。集热器面积配置达到25m2/100m2左右。经济分析：初装费：6万元以内。运行成本：目前室内温度维持在19-22℃之间。室外极端天气为-28摄氏度。最冷月日均实际供暖费用：0.43元/kWh×18kWh=7.74元；采暖季日均用电量：

9.5`11.2千瓦时；一个采暖季预计供暖费用：747~867元；采暖季每平方米采暖费：7.5~8.7元。

2、季节性蓄热太阳能户用建筑采暖应用

案例：河北经贸大学太阳能跨季节蓄热供暖及热水应用综合项目（水蓄热）。

项目供热面积8.3万平方米，日总热水消耗量121吨。采用卧式双排全玻璃真空管集热器1380套，铺设在14栋宿舍楼地板上。共使用真空管6.9万根，总集热面积11600平方米，热水储罐总容量2万余吨。航站楼采用翅片散热器供暖，集热面积约14m2/100m2。项目首期投资：4000万元，不含室内供热终端及室内管道，折合每平方米建筑481元。每年可节省天然气约1000万元。

实际项目场景如下：

案例四：北京大兴榆垡镇刘家堡村100户使用太阳能+地源热泵项目实际场景如下：

工作原理：该系统由太阳能集热器、地源热泵、保温水箱、供热终端、土壤换热器、循环水泵、控制系统等组成。太阳能与地源热泵相结合。春季和秋季，太阳能集热器收集热量，加热热水，并将其储存在水箱中。在保证生活热水的前提下，多余的热量通过地下循环管道储存在地下土壤中。夏季建筑制冷产生的热量也通过地下循环管道交换到地下土壤中储存。全年收集的太阳能热量输送至地下土壤储存，冬季利用地源热泵供暖，实现全年热平衡。

经济：

项目初期投资约400元/m2，包含所有设备及安装费用；该项目于2012年投入运行，经过2013年冬季和2014年全年运行，性能达到夏季27℃，冬季18℃。第一年（2013年）冬季开启供暖时，地源侧供回水温度为9-11℃。第二年（2014年）冬季开启供暖时，地源侧供回水温度为13-15℃。 100平方米每户平均用电量：冬季3200kWh，夏季500kWh。年运行费用低于5000kWh。

该项目是另一种太阳能应用示范；初装费为400元/m2，相当于案例1。该项目的特点是应用蓄热技术和季节性蓄热。一年后地源回水温度上升4℃的数据初步说明了蓄热技术的效果。地源回水温度的升高为热泵性能的提高创造了条件；该项目的运行成本比目前北京地区热泵供暖的运行成本低30%以上，这说明该项目的经济性可以通过技术进步得到提高。

3、太阳能在公共建筑采暖中的应用

案例5：太阳能在公共建筑中的应用——山东省乐陵市运洪小学供暖系统。

实际项目场景如下：

该项目为公共建筑，只有白天供暖需求，与太阳能供暖时间非常匹配。教学楼共4层，供暖总面积1907.79平方米。

工作原理：系统由太阳能集热器、空气源热泵、保温水箱、供热终端、控制系统、远程监控系统等组成。冬季采用太阳能供暖，系统优先利用太阳能热能加热。当连续雨、雪、雾霾天气时，空气源热泵提供的热量不足。

监测数据分析：正常晴天，太阳能可满足8小时供暖要求，与设计指标相符，说明建筑保温性能良好；晴天系统运行成本主要是集热循环泵、采暖循环泵、控制系统的电耗。每天监测约50kWh，整个采暖季（120天）约6000kWh。阴天或雾天需要启用热泵辅助。热泵匹配30P，监测每小时平均耗电量为30千瓦时。该费用根据每年的天气状况而波动。如果按照18个阴霾天计算，整个采暖季热泵用电量为4320kWh。

合计：6000+4320=10320，整个采暖季用电量为10320kWh，10320kWh·1908平方米=5.4千瓦时/平方米，相当于每个采暖季5.4千瓦时/平方米，远低于采暖季电价城镇集中供热。

农村地区有大量的公共建筑kaiyun免费下载，如敬老院、卫生院、学校、村委会、公共服务中心等。

案例6：阿坝州人民医院太阳能及水源热泵供热项目。实际工程如下图所示。

项目地点：马尔康（马尔康市，阿坝藏族羌族自治州下辖县级市，位于青藏高原南缘，四川盆地西北部）项目时间：2015.6- 2016.1。项目规模：供热面积25000平方米，集热面积4200平方米，水源热泵机组2台，输入功率265KW。采用真空管式集热器、地面辐射供暖、辅助热源水源热泵，室内温度20℃。该系统已成功运行2个采暖季。

4、太阳能采暖在其他建筑中的应用

案例：内蒙古锡林郭勒盟蒙古包供暖系统。

实际项目场景如下：

工作原理：系统由太阳能集热器、热水收集箱、热水储箱、供热终端、控制系统等组成。系统采用保温墙体、双层节能门窗、太阳能主动和被动采暖，以及光伏遮阳技术。

经济分析：

监测数据显示，2017年2月5日至11日，锡林浩特太猛堡室内温度数据基本在20℃左右波动，温度幅度也符合人们生活的舒适温度。通过冬季运行测试，可保证室内温度在8℃以上，最低温度下日耗电5～10kWh。整个冬季40天左右需要电采暖辅助供暖。

案例8：四川省理塘县太阳能生态园供暖应用。项目地点：四川省甘孜藏族自治州理塘县国家税务局。项目时间：2015.9-2015.11。项目规模：20×10米，采用真空管式集热器，风机盘管端低温，室内温度15℃，系统已成功运行2年。实际项目场景如下：

案例9：大连希特太阳能有限公司综合楼供热、制冷、热水联供系统，实际项目场景如下：

该项目建筑面积5120平方米，实现太阳能采暖、采暖、制冷联供系统。 2011年竣工，2013年通过住建部验收，已稳定运行7年。 2016年夏天，日本矢崎专家评价其为中国太阳能低温制冷最佳项目。项目总投资260万元，折合每平方米507.8元。年运营电费73747元，折合每平方米14.4元。使用寿命为20年。通过近几年的技术进步，总投资可降低至180万元，折合每平方米180万元。 350元，运行成本不变，经济性进一步提高。

3、展望

国际上对太阳能供暖特别是蓄热技术的研究已经进行了近40年，从早期瑞典的岩洞、水坑、钻孔建模到德国的水箱、钻孔、水池等蓄热示范工程。 20世纪90年代末。 ;随后前往丹麦世界领先的水坑蓄热项目； 2016年，加拿大通过钻探获得太阳能保证率100%的记录。

今年5月，北京建筑节能与环境工程协会太阳能专业委员会组织考察了加拿大阿尔伯塔省Drake Solar Community（DLSC）太阳能土壤蓄热供暖项目。该项目通过安装在车库屋顶的太阳能集热器获取热量kaiyun下载app下载安装手机版，并利用地下土壤中的季节性蓄热，为52户家庭提供为期六个月的供暖。

该项目由加拿大自然资源能源技术中心实施。随着蓄热量的增加，辅助能源逐渐从系统中撤出，所有供暖均由太阳能实现。 2016年，整个系统供热COP值达到17。该项目的集热和短期蓄热原理与我国目前的太阳能采暖案例类似。季节性蓄热由144口钻井组成，分布在直径35m、深35m的区域，插入U形管中，形成体积为33,700m3的土壤蓄热体，相当于水体积15,800立方米。

科学技术无国界。北京代表团回国后，信息迅速在业内传播。在国家层面配套政策缺失的情况下，一些太阳能热利用企业已经开始学习、研究和建设应用示范项目，有望进一步提高我国太阳能采暖蓄热技术水平，改变能源格局主要依靠化石能源供热的结构。

4. 结论

太阳能既是一次能源又是可再生能源。资源丰富，免费使用，不需要运输，不会对环境造成任何污染。太阳能采暖的发展符合能源替代和能源革命的方向。大量案例表明，太阳能采暖适合分布式供能，适应面广，运行成本低。不仅符合居民负担得起的政策，而且可以显着提高居民的生活水平。

太阳能供暖需要辅助能源，因此与其他能源相比，初始安装费用较高。但首先，太阳能贡献率较高的太阳能+采暖系统不需要政府长期补贴，总体成本不高；其次，可以通过技术进步降低初装费；第三，通过蓄热可以提高太阳能贡献率，进一步提高经济性；第四，通过大规模区域供热可以降低初装费。如果我们充分发挥政府和市场的作用，勇于创新、善于总结，一定能够不断提高我国太阳能采暖的技术水平。

注：作者为中国能源工业协会太阳能专业委员会张晓丽。