過渡季節(jié)太陽能供暖技術(shù)探究

宋濤 楊宗愛

山東省城建設(shè)計院 山東 濟南 250000

目前，我國供暖地區(qū)主要由熱電廠、區(qū)域鍋爐及換熱站等提供熱源，此類供暖熱源的特點是每年的供暖周期、供暖時間相對固定，不便于調(diào)節(jié)，當供暖時間結(jié)束，不論室內(nèi)外溫度高低，一般情況下均不再繼續(xù)供暖。一旦供暖時間開始前或者結(jié)束后的過渡季節(jié)內(nèi)出現(xiàn)極端天氣，習(xí)慣了相對舒適環(huán)境的人們對供暖的需求就得以顯現(xiàn)，但是如果延長供暖時間的話又會造成極大的能源浪費，因此，在過渡季節(jié)內(nèi)如何靈活的調(diào)節(jié)供暖成為現(xiàn)階段人們對舒適環(huán)境的迫切要求。

鑒于這種情況，我們在過渡季節(jié)設(shè)計采用太陽能作為供熱熱源。

眾所周知，太陽能是目前利用最普遍，技術(shù)最成熟，最綠色的經(jīng)濟能源，太陽能具有節(jié)能環(huán)保無污染，是對可再生能源的充分利用。太陽能在我們生活中最為普遍的利用是應(yīng)用于供應(yīng)生活熱水，而在供暖領(lǐng)域并不常見，原因不外乎兩點：一是太陽能的不穩(wěn)定性，二是對供暖效果上相對較差。但是我們采用太陽能供暖的時間主要集中在太陽能相對充足的過渡季節(jié)，是對常規(guī)熱源供暖的一個補充，只是在充分利用外界太陽能盡可能的提高室內(nèi)溫度，目的不是為了將室內(nèi)溫度提高到冬季的室內(nèi)設(shè)計溫度18℃，而是在有限的能源下盡可能的提高人們生活環(huán)境的舒適性。在初冬或末冬的時候，我們完全可以縮短供暖時間，從而有效的節(jié)約能源，將縮短的時間也計入過渡季節(jié)，過渡季節(jié)內(nèi)采用太陽能供暖即可。本文就濟南某改造工程對太陽能在過渡季節(jié)供暖及在一年四季中生活熱水的合理利用進行可行性分析。

本工程為濟南某區(qū)一棟辦公樓改造工程，將原有的辦公樓改造為小型公寓。

本工程供暖方式為地板輻射供暖，冬季供暖季節(jié)采用市政熱源，供水溫度為45/35℃。冬季公寓內(nèi)的生活熱水由屋面太陽能集熱器集中供應(yīng)。因本工程的屋面全部為平屋面，太陽能集熱板擺放位置充裕。在過度季節(jié)中市政熱源停止供應(yīng)，由太陽能作為接替熱源，此時太器提供室內(nèi)生活熱水。現(xiàn)將太陽能與市政熱源切換原理圖示意如下：

陽能作為熱源盡可能提高室內(nèi)溫度，太陽能集熱器不再提供室內(nèi)生活熱水而是由戶內(nèi)電熱水。

原理說明：

當冬季供暖時，轉(zhuǎn)換閥4關(guān)閉，其他轉(zhuǎn)化閥開啟，市政熱源供熱。當冬季供暖期結(jié)束，由于整個系統(tǒng)無動力源，故增設(shè)一套加壓泵，用于過度季節(jié)地板輻射供暖。此時轉(zhuǎn)換閥1、2、3關(guān)閉，轉(zhuǎn)換閥4開啟，太陽能過換熱機房內(nèi)的板式換熱器與室內(nèi)的地板輻射內(nèi)的水進行換熱，進行室內(nèi)供暖。冬季及夏季，太陽能用于室內(nèi)生活用熱水。

本工程用到的熱水系統(tǒng)有采暖系統(tǒng)和生活熱水系統(tǒng)

生活熱水系統(tǒng) ：

用水量標準 100L/人.天

每房間為2人 按每層65個房間 一共三層 五層房間為15個

生活熱水總熱量100L/人.天* 2人*

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根據(jù)太陽能廠家提供的設(shè)備參數(shù)，在日照充足的條件下本工程采用的太陽能集熱器一天內(nèi)能把50噸的水提升40℃

可用于供暖的水量為 50噸

根據(jù) Q= CM△t

Q2=50*40*1000*4.2=8400000KJ

經(jīng)對建筑圍護結(jié)構(gòu)熱負荷計算（具體計算方法見《實用供熱空調(diào)設(shè)計手冊（第二版）》）得：

采暖總負荷 約為840KW

根據(jù)比例公式：Q1/△t1=Q2/△t2，

由此得出：△t2=Tn-Tw=3.7

其中：Q1為采暖總負荷

△t1為室內(nèi)外溫度差

Q2為熱水提供采暖總負荷

△t2為室內(nèi)溫升

結(jié)論：如果采用太陽能采暖，在3 4 10 11 月份時，能將室內(nèi)溫度提高3.7度（理論值）。

通過計算可以看出，太陽能在過度季節(jié)供暖，受氣候的影響比較大，同時室內(nèi)供暖效果還取決于室外溫度及太陽輻射情況，過度季節(jié)供暖并不是如同冬季供暖要求一樣，需要設(shè)定室內(nèi)設(shè)計溫度等等，供暖的需求也不會同冬季供暖般苛刻，過度季節(jié)利用太陽能進行供暖，提供人們的生活品質(zhì)著實有效。另外，上述計算過程采用的是常規(guī)建筑物的建筑圍護結(jié)構(gòu)參數(shù)，若將建筑物的外墻屋面等與太陽能集熱板結(jié)合做裝飾面，表面合理充分利用，太陽能集熱板面積會進一步加大，供暖效果會更為顯著。針對太陽能在過渡季節(jié)供暖的利用，還需進一步思考探究，在現(xiàn)有我國能源的情況下，充分利用可再生能源是響應(yīng)節(jié)能號召的真實有力的行動。