太阳能采暖技术探讨
来源：太阳能热利用产业联盟
0引言
太阳能供暖系统的使用是为了响应国家节能减排、发展低碳经济的号召，满足人们日益提高的采暖需求。笔者在从事太阳能采暖行业14 年的工程实践中，不断地实践摸索，总结出一套符合我国实际情况的太阳能供暖系统，在结构和性能上都做了优化和提升，为同行提供参考。
1系统特点概述
1.真空管集热器比平板型效果好。
2.末端散热：地暖为佳，散热器次之，超导散热器不适用。
3.辅助热源：电能最佳，其次是燃气炉，煤炉不方便。
4.控制部分：采暖面积500m2以下，采用半自动，大面积采暖选用全自动控制（需要专人全职管理或兼职管理）。
5.材质：集热器全不锈钢，管道采用镀锌管。
6.功能：洗浴、采暖。
7.寿命：20年以上（易损件除外）。
8. 经济效益：2.5~3 年便可收回成本，节能率平均达40%~60%。
9.热源最佳选择：太阳能、地源热泵、电，三合一综合调配。
10.采暖面积越大，单位面积投资越小，反之投资加大。
2集热器选择
1.试验结论：把真空管集热器、平板太阳能集热器分别安装到用户太阳能采暖系统中，经过几个冬季的使用，最终确定选用真空管集热器，理由是，在冬季，正常天气情况下，使用真空管集
热器，水温可达到35~45℃（地暖供水温度一般保持在35~50℃）（安装效果见图1）。
图1 集热器安装效果
2.太阳能采暖储热循环水箱，在聚氨酯发泡保温系统设计中，考虑到以冬季采暖为主，为此水箱不宜过大，通过实际应用确定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，当水温过高，出现夏季过热时，另设一只较大容量水箱，产生的热水供生活洗浴使用，两只水箱在冬、夏季节互相切换使用。
3系统辅助热源
1.采用燃气炉辅助加热，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，按以上连接方法即可。小面积采暖一般不采用燃气炉辅助加热，如大面积采暖，在有条件的地区亦可采用。
2.经过使用对比，我们目前采用电加热配合使用。电加热器具有加热快，使用方便，控制简单的特点。对电加热棒的选择，单只功率低，散热电棒长，可相对延长使用寿命，目前市场上出售的有铜、不锈钢材质，使用中并没有大的差异。功率有4、6、9、10、12kW可供选择，根据采暖面积的大小来确定，如100m2采暖面积可安装4、6kW各一只，可调节使用。
3.电加热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、水位控制）。
4末端端散热器的选择
1.超导散热器，要求水温必须稳定保持在45℃以上才可正常运行，用太阳能集热器提供热水，在冬季很难达到要求，因而暂不使用。
普通型散热器，因在室内空间靠墙壁安装，要求水温在45℃以上（有的地区除外）效果为佳。同时它的散热方式是，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，太阳能供热也很难稳定达到，如果要想保持它的所需温度，必须加大辅助热源的使用，加大运行费用，从此也不是理想选择。
2.末端采暖用低温地板辐射采暖（俗称地暖）。主要有3 个优点。一是地板层（6~8cm），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2.8~3m，地
板表面温度可达16~20℃（功率按50%计算），符合我国传统医学“温足凉顶”健身理论，人体感觉舒适，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的
需求。因此利用太阳能取暖末端散热选地暖为佳。
5系统保温
因水箱、太阳能集热器、地暖、管线相互连接成为一个大循环系统，有的安装在室外，有的安装在室内，尤其是安装在室外的设施，要特别注意保温。冬季在正常动行时，管道水温在35~45℃之间，室外最高在-5~10℃之间，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的方式，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，特别是特殊天气变化时，管道的背阴处，易结冻，此时须用伴热带解冻。
6控制部分
为了减少投资，又兼顾使用寿命，一般500m2以上采暖面积，只需安装水位、水温显示仪表和温度开关，方便随时观察数据，保证系统正常运行。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，有专人管理。
7经济效益和使用寿命
1.集热器材质选用不锈钢，管道选用镀锌管，一般使用寿命不会低于20年，现在我们运行中的工程已用8年多，经测，质量稳定可靠。
2.辅助热源选择，要根据采暖地区的地理位置，光照时间，采暖时间来定。设备运行后，冬季取暖，非采暖期利用热水洗浴，效益明显。总之，选用好的材质，一般情况下，2.5~3 年便可收回
成本，以下提供数据供参考，以100m2采暖为例，室内温度为16~18℃（见表1）
8 使用管理
1.经常观察系统各个部位是否漏水，如阀门各连接处部件，要及时更换维修，特别是冬季来临之前，一定要仔细排查检修。
2.确保冬、夏两季系统不漏水即可。
