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激辩南方太阳能采暖

提要:太阳能跨季节储热、太阳能、生物质颗粒、水源热泵、空气源热泵等多清洁能源采暖系统设计与运行调控是目前南方采暖需要解决的技术问题。南方采暖一定要以市场培育为主,政府推动为辅,根据市场需要不断在技术上进行突破,最终才会在方法上可行。

  这是春节前后网络上广为流传的一个段子。南方究竟该不该供暖、到底如何供暖?再一次成为了百姓热议的焦点话题

  早在2012年3月全国“两会”上,全国政协委员张晓梅提出《将北方集中公共供暖延伸到南方》,受到众多老百姓及各媒体关注。2013年她的新提案已不关注“线”,而是南方如何供暖。

  中国工程院院士、清华大学建筑节能研究中心主任江亿表示,南方需要供暖,但需要更好地供暖,南方供暖问题争论的焦点不是应不应该供暖,而是应该怎样供暖。

  近日,住建部就百姓关心的南方供暖问题作出正式回应,当室外温度低于5摄氏度时,如没有供暖设施,南方部分地区的确存在室内温度低、舒适度差等问题。这些地区应逐步设置供暖设施,供暖方式主要以分散供暖为主。且采暖因地制宜更应注重保温。国家发改委也就南方冬季采暖成立课题组,其负责人表示,南方采暖现处于路径设计阶段。

  空调、电热毯、电采暖、炭盆是目前南方采暖的几种主要方式。分析这几种采暖方式,空调、电采暖较费电,炭盆燃煤会对空气造成一定污染,且燃煤采暖会产生二氧化碳气体,若室内通风不流畅,会给人体带来一定伤害,这几种采暖方式跟国家倡导的节能减排背道而驰。相比之下,热泵、太阳能、生物质能等清洁能源由于其节能环保、干净卫生的特点,适宜大范围开发利用。

  据调查,有七成网友表示南方采暖不宜采用传统供暖方式。打破常规供暖方式,开发新型的、节能环保的供暖方式,一方面可以充分利用当地能源,另一方面保护了当地的生态环境。太阳能是一种免费的清洁能源,节能环保。如何利用太阳能资源,实现南方供暖?

  南方供暖系统设计要因地制宜

  中国科学院电工研究所 杨铭 白凤武

  目前南方城市、城镇建筑以空调制热采暖为主,农村以生物质炉、煤炉等室内采暖,采暖效果不佳,耗能较大。与北方相比,南方冬季相对温暖,所需供暖时间短、建筑供暖负荷小,夏季有明显降温需求。而且,南北方可再生资源条件有明显差异,南方地区冬季太阳能资源相对匮乏,水资源、浅层地热等条件相对充裕。因此,在供暖系统形式选择上,南方供暖系统应兼顾夏季降温要求,在可再生能源种类选择上,宜因地制宜,最大程度发挥当地资源优势。综合考虑多样化气候资源条件和建筑功能类型,宜因地制宜地实施多样化可再生能源采暖模式。

  南方采暖提倡住宅类建筑以独立调控系统为主,公共建筑以楼宇集中型系统为主。同时,在冬季采暖季节太阳能资源相对较好的云南、川西地区,优先考虑低成本高效率太阳能供热系统,在太阳能资源较差的区域,考虑水源、地源热泵或生物质供热系统。但是,各地区的可再生能源供热模式应从技术实施难易程度、经济性、环境效益等方面综合考量后确定。

  乡村住宅太阳能采暖根据所在区域建议如下:

  河南南部、江苏、上海、浙江大部———太阳能资源可利用区,大部分地区处于夏热冬冷地区。建议在太阳能资源相对较好的部分地区,实施户用“太阳能采暖+清洁辅助能源”模式;对于太阳能资源相对较差区域,采用其他低成本分布式调控供热系统,如户用生物质颗粒采暖炊事炉+小温差辐射末端供暖系统。

  云南大部、四川西部———太阳能资源可利用区、大部分地区处于温和地区:建议采用户用“太阳能+生物质颗粒、水源热泵等清洁能源辅助采暖系统”,也可以考虑“太阳能跨季节储热+地源/水源热泵供暖系统”四川大部、重庆、贵州大部、湖南、湖北南部、江西大部———太阳能资源匮乏区、大部分地区处于夏热冬冷地区:建议以分布式独立调控供热系统为主,如采用空气源热泵+小温差地板辐射供热系统。

  目前南方运用太阳能采暖主要存在的问题有两方面:太阳能资源在冬季不是很理想,需视资源情况采用合适的采暖方案;建筑自身保温性能、密封性能对维持冬季所需室内热环境不利。太阳能跨季节储热、太阳能、生物质颗粒、水源热泵、空气源热泵等多清洁能源采暖系统设计与运行调控是目前南方采暖需要解决的技术问题。

  南方供暖系统设计要考虑周全

  国家新能源工程技术研究中心 朱敦志

  目前我国太阳能采暖从北方应用来看,市场成本偏高,多数为政府补贴性项目,个人性项目较少。而太阳能热水器因为没有季节性因素,一年四季都要使用,因此经济效益性较高,市场推广比太阳能采暖好。

  我国南方由于其特殊的气候条件,采暖季节较短,再加上南方建筑较分散,因此没有提供采暖设施。根据南方

  建筑气候特点,采用分户采暖较适合。太阳能采暖在南方地区比较适合低层建筑,而且在南方应用太阳能采暖要因地制宜来进行。在系统设计上,可以分情况地将太阳能与热泵、壁挂炉等相结合使用。对一些比较大的采暖项目可以设计大型太阳能+空气源热泵系统;一些小户型的采暖项目可以设计比较简单的太阳能采暖系统。

  总结北方的太阳能采暖设计经验,在太阳能采暖系统设计上,在细节上要多加考虑,另外,采暖系统的设计也要因地制宜,考虑周全。太阳能采暖目前在我国尚处于发展探索阶段,是一种新型的采暖模式。目前南方太阳能采暖在技术上可行,但存在成本较高的问题,如何降低成本,将系统设计最优及最大限度地利用太阳能是我们进一步需要研究的课题。

  南方采暖要考虑当地资源

  北京四季沐歌太阳能技术集团有限公司 朱宁

  南方地区采暖要考虑从当地资源条件出发,虽然我们做太阳能热利用,但是不一定非要采用太阳能采暖。如果当地燃气资源较丰富,就用燃气采暖,如果不丰富,就考虑太阳能、燃气、热泵、生物质锅炉、电等能源进行采暖。

  南方地区燃气资源并不是很多地方都较丰富,生物质锅炉我们一般建议使用比较大型一些的,小型生物质锅炉使用还存在一些问题;使用电采暖浪费燃煤、燃气,国家也不提倡。而南方较为受欢迎的空气源热泵在使用上也存在一些问题。在低温情况下容易结霜,而且该现象是从空气源热泵技术本身上无法解决的,化霜又造成了耗能,失去了节能的意义。因此,南方地区采暖,将哪些能源作为主要能源、选择哪些能源为辅助能源是我们在进行南方采暖的时候要考虑的。

  南方供暖宜采用综合技术方式

  北京天普太阳能工业有限公司 吴艳元

  目前南方取暖主要以空调为主,条件差的地方采用电暖气取暖或不取暖,总体效果不如北方常规采暖方式舒服。随着人们对生活舒适性要求的提高,再加上南方持续低温天气的频繁出现,南方采暖成为人们需要面临并且解决的问题。

  从技术上来讲,南方供暖可以使用太阳能,但有一系列复杂的问题需要解决。首先,和北方相比,南方采暖期相对较短,采暖期同样会遇到太阳能弱的问题。所以,直接采用太阳能采暖既没有辐射条件,经济性也很差(即使晴天,达到采暖要求的太阳能集热面积需求很大,投资较大,漫长的非采暖季节这些装置又是极大的闲置浪费),如果能够解决季节性储能的问题,经济性会相对较好,但目前储能技术还具有一定局限性。

  目前南方运用太阳能采暖在技术上需要解决的主要问题是储能。即在晴天收集并储存热能,采暖时使用。热能储存期越长越好,最好是全年收集储存,冬季使用。当然,如果在建筑设计建造时就考虑加强保温隔热,设置一些像温室一样的集热建筑结构(被动式太阳房),对太阳能采暖系统的经济性会有很大贡献。所以,相对来说,新建建筑比较容易实现较大程度的太阳能采暖,且规模较小(1000平方米以下)的建筑也适合太阳能供暖,太大的高层建筑没有安装太阳能集热器的条件。最理想的技术路线是采用太阳能集热、地理储热体储热、热泵辅助热量运输的综合技术方式,这样可以降低太阳能集热器的安装面积,实现非采暖季储热、采暖季用热,提高热泵效率、降低能耗,即技术强项结合、取长补短、发挥综合优势,实现经济性最佳。

  南方供暖应随需而动

  北京创意博能源科技有限公司 邹怀松

  南方采暖应用太阳能要由市场需求来推动,有需求才会有市场,就像太阳能热水器。考虑到南方建筑特点,南方使用太阳能采暖最好是一些比较大型的、集中型的项目。从节能方面考虑,南方地区应尽量采用太阳能,因为太阳能环保、使用没有成本,符合节能减排,适合大范围推广。

  目前太阳能采暖也面临一些问题:1.南方建筑不节能;2.阴雨天气较多,太阳辐照量不充足;3.目前太阳能采暖成本较高。南方建筑墙体较薄,热量散失快,要解决南方采暖,首先要解决南方建筑保温问题。将建筑做主动式设计,窗户设计成双层,南向墙面做相关处理,解决这些问题才能更好地应用太阳能采暖,但这样在一定程度上会增加建筑成本。另外,南方阴雨天气较长,太阳能辐照量不能保证,在一定程度上影响了系统得热量及太阳能保证率。因此,要考虑当地资源,当地适合什么采暖方式,再设计相应的采暖系统。

  南方采暖一定要以市场培育为主,政府推动为辅,根据市场需要不断在技术上进行突破,最终才会在方法上可行。

  南方供暖市场潜力巨大

  青岛爱多新能源有限公司 刑震

  随着北方太阳能采暖市场的发展,南方太阳能采暖近几年也悄然出现。主要是由于经济发展了,人们对生活舒适性要求也越来越高,太阳能采暖由于环保节能及清洁性好受到了人们的欢迎,富裕家庭取暖方式由每个房间装空调到电取暖或电锅炉,到开始采用太阳能采暖等新型供暖方式。

  按照我们近几年接到的咨询及设计、安装经验,南方太阳能采暖目前呈缓慢发展的趋势,养殖场、别墅、小型办公楼是南方太阳能采暖市场的需求主力。目前接到的太阳能采暖安装咨询有上海、广东、云南、广西、福建等几乎所有南方地区。2008年起,我们在江苏、浙江、湖南等地相继做了一些小型太阳能采暖项目,与北方相比,从安装面积上来讲,各厂家安装太阳能采暖面积的总和还不到北方太阳能采暖安装面积的1%。

  在市场推广上,南方地区太阳能采暖排除一些价格、市场宣传因素,最关键的是南方地区缺少地暖、散热器等安装商,需要推广人员自行配备合适的散热设备并进行施工,这给大多数没做过散热设备安装的太阳能热利用厂家、代理带来一些推广障碍。另外,南方连续阴雨天持续时间较长,一些地方达一两个月,所以要应用太阳能采暖,必须要与电、燃气或空气源热泵等辅助能源相结合。

  在南方推广太阳能采暖,建议有工程渠道的厂家和代理考虑做整个小区或新农村的推广,这样有一个成功案例就可以带动太阳能采暖在南方市场的普及。当然,如果不具备成熟的太阳能采暖产品和设计施工能力,很有可能签合同时眉开眼笑,到了用户使用时就愁眉苦脸。

  需要注意的是,太阳能取暖产品的性能指标是否能够满足不同客户的不同需求、厂家设计开发新产品的能力、对用户的责任心与服务态度、厂家产品和方案设计的标准化能力、对客户客观要求的掌握和了解、对大型复杂太阳能采暖项目的设计施工能力、公司主导人员及技术安装人员的长期稳定及人品等都是导致太阳能采暖项目成败以及太阳能采暖公司能够存活多久、是否能够长期发展的关键因素。

  南方有供暖需求,而且也一定会供暖,但不一定需要集中供暖。传统的集中供暖方式已经过时,是一种落后的供暖方式,与节能减排背道而驰,而太阳能与地源热泵、生物质能等相结合的新型采暖模式代表着未来采暖的发展方向。目前南方还没有成熟的采暖市场及采暖方式,而且南方市场最终可能会强过北方市场。因为南方是水多之地,热电集中供暖的成本较高,缺少了热电等强大的竞争对手,太阳能采暖在南方大有可为,因此南方采暖市场潜力巨大,但也存在着2~3年的预热期。太阳能热利用企业要进军南方采暖市场,需要摸着石头过河,一步一个脚印,积累自己的品牌案例与口碑。

  ■小结:

  目前我国南方太阳能采暖案例较少,大多都将太阳能当作辅助能源供热。南方采暖应用太阳能还有很多问题需要解决(如建筑保暖性、系统能源设计等),根据当地资源因地制宜设计采暖系统是多数行业专家及企业代表的建议。目前太阳能采暖在技术上可行,但成本较高,而南方采暖市场需求潜力巨大。如果采取北方传统的全空间连续集中供暖方式,按照目前夏热冬冷地区居住建筑面积约34亿平方米、人口约1亿人计算,每年将会增加约2600万吨标准煤的能耗,相当于目前北方采暖地区集中供暖总能耗的17%、“十二五”节能减排目标中年节能量的20%。同时,二氧化碳排放量将增加约7300万吨,二氧化硫排放量将增加约5.2万吨,烟尘排放量将增加约1.2万吨,区域能耗也会急剧提升,加剧环境污染。因此,夏热冬冷地区供暖方式的选择应根据当地气象条件、能源状况、节能环保政策、居民生活习惯以及承担能力等因素,通过技术经济比较分析确定供暖方式。打破传统的供暖方式,运用当地资源因地制宜进行采暖,或许成为解决南方供暖问题的思考。

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