“太陽(yáng)能+空氣源熱泵+地暖”供暖系統(tǒng)示范成功

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近日，一項(xiàng)關(guān)于太陽(yáng)能光熱、空氣源熱泵輻射地板優(yōu)化集成的供暖系統(tǒng)項(xiàng)目（以下簡(jiǎn)稱“項(xiàng)目”）在北京示范成功了。這套系統(tǒng)能節(jié)電80%以上，被評(píng)價(jià)為“國(guó)內(nèi)首創(chuàng)、國(guó)際先進(jìn)”的系統(tǒng)。那到底這套系統(tǒng)先進(jìn)在哪，又為何如此卓越？為此，本報(bào)特別邀請(qǐng)了清華大學(xué)教授、北京清華索蘭環(huán)能技術(shù)研究所開(kāi)發(fā)部李元哲為我們?cè)敿?xì)講述。

記者：聽(tīng)說(shuō)該項(xiàng)目在北京冬季供暖示范成功，并于3月25日通過(guò)了省部級(jí)鑒定，評(píng)價(jià)為“國(guó)內(nèi)首創(chuàng)、國(guó)際先進(jìn)”水平，您能介紹一下具體情況嗎？

李元哲：是的，該項(xiàng)目于2014年1月20日，在北京市昌平區(qū)馬池口鎮(zhèn)的北京華業(yè)新能源公司宿舍樓開(kāi)始試驗(yàn)，直到2月3日結(jié)束，共計(jì)15天。而之后于3月25日通過(guò)了由北京市經(jīng)濟(jì)與信息化委員會(huì)組織國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì)能源研究所副所長(zhǎng)、中國(guó)建筑科學(xué)研究院建筑環(huán)境與節(jié)能研究院院長(zhǎng)徐偉、中國(guó)農(nóng)村能源行業(yè)協(xié)會(huì)太陽(yáng)能熱利用專業(yè)委員會(huì)主任羅振濤等專家的鑒定，被評(píng)價(jià)為“國(guó)內(nèi)首創(chuàng)、國(guó)際先進(jìn)”。從該項(xiàng)目的主體可以看出，它以輻射地板為供暖末端，以太陽(yáng)能集熱裝置（主動(dòng)式太陽(yáng)能系統(tǒng)）、被動(dòng)式采暖系統(tǒng)及空氣源熱泵為熱源設(shè)備?？梢哉f(shuō)是一種最大限度綜合利用清潔、可再生能源，并兼具供生活熱水作用的多功能新技術(shù)。

記者：是什么促使您提出這一技術(shù)？

李元哲：第一是為了保護(hù)環(huán)境，向PM2.5開(kāi)戰(zhàn)，其次是響應(yīng)國(guó)家節(jié)能減排政策，因?yàn)槲覈?guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要節(jié)能、開(kāi)源。

記者：在實(shí)現(xiàn)設(shè)想的過(guò)程中，采用了哪些新技術(shù)、新思維？為什么能評(píng)價(jià)為國(guó)內(nèi)首創(chuàng)、國(guó)際先進(jìn)？

李元哲：我一貫重視在中國(guó)傳統(tǒng)的建筑中實(shí)現(xiàn)被動(dòng)式太陽(yáng)能供暖，所謂“被動(dòng)式”，是在采熱過(guò)程中人很難對(duì)它進(jìn)行控制的意思。上世紀(jì)80年代，我參加過(guò)“中、西德再生能源合作項(xiàng)目”中的新能源示范村建設(shè)工作。當(dāng)時(shí)，對(duì)既有農(nóng)宅改建成的“被動(dòng)太陽(yáng)房”的增投資只有20%，在北京最冷的冬天，無(wú)輔助熱源的情況下，室溫低于8℃的次數(shù)不足10%。30年前的保溫、采光材料都落后于當(dāng)時(shí)的西德，但效果卻比西德的好很多。當(dāng)時(shí)就夢(mèng)想著有一天我們的工業(yè)發(fā)展了一定會(huì)實(shí)現(xiàn)更好的效果。

所以，我不主張僅僅在屋頂搞大面積的“主動(dòng)式”太陽(yáng)能集熱器供暖，因?yàn)?，沒(méi)太陽(yáng)時(shí)室溫仍會(huì)很低。但應(yīng)肯定“主動(dòng)式”太陽(yáng)能集熱器供暖，因?yàn)橛袩岬膬?chǔ)存，可以控制供熱的數(shù)量和時(shí)間，以此發(fā)揮大作用。但是，在安裝過(guò)程中需要克服它在以往使用中存在的缺陷，另外由于造價(jià)相對(duì)“被動(dòng)式”要高，又不能全天候使用，所以，在供暖中占的比例要適當(dāng)。因此，這次我們采用了在南窗下的挑臺(tái)上安裝東西向橫置的太陽(yáng)能真空管式和熱管真空管式集熱裝置這種方式。集熱管從東、西兩側(cè)插入蓄熱水箱，水箱陰面上有供、回水管道，直接從南窗下的坎墻通到室內(nèi)，與地板中的水盤管連接。這樣做，一是可以防凍，二是在不大的高度上，擴(kuò)大了集熱面積，三是與窗下墻配合比較美觀，四是將其裝在地面或挑臺(tái)上，容易維護(hù)，也偏于安全。

該太陽(yáng)能裝置整體與水平面成60度傾角，可使冬季集熱最多，夏季集熱最少，以便在冬季供暖外，全年都能供生活熱水，但也不會(huì)過(guò)熱。

此外，怎樣選擇、設(shè)置輔助熱源，是太陽(yáng)能供暖中的大問(wèn)題。

利用太陽(yáng)能供暖，不能降低室內(nèi)的熱舒適度，既不能有過(guò)大的室溫波動(dòng)，也不能出現(xiàn)低于采暖標(biāo)準(zhǔn)的室內(nèi)溫度，同時(shí)也不宜在夏季造成過(guò)高的室內(nèi)溫度。因此，必須要有輔助熱源，以電、熱直接轉(zhuǎn)換作為輔助熱源簡(jiǎn)單、易行，但卻把碳排放轉(zhuǎn)嫁給了電廠。

空氣源熱泵是最宜分戶供暖的熱源，但如何與太陽(yáng)能供暖系統(tǒng)配合好，是近年來(lái)討論的熱點(diǎn)問(wèn)題，因?yàn)槎叩慕Y(jié)合應(yīng)當(dāng)對(duì)彼此的產(chǎn)熱效率沒(méi)有負(fù)面影響。因此，本示范技術(shù)中利用控制器實(shí)現(xiàn)了在保證舒適室溫的前提下，3種熱源按最節(jié)能的方式錯(cuò)時(shí)運(yùn)行，即實(shí)現(xiàn)兩個(gè)優(yōu)先：一是照進(jìn)室內(nèi)的太陽(yáng)能優(yōu)先使用，叫“即熱者優(yōu)先”，直到落日室溫不足；二是太陽(yáng)能集熱器蓄存的熱水繼之投入運(yùn)行，叫“廉價(jià)者優(yōu)先”，直到水溫下降到不足以維持室溫時(shí)；最后是空氣源熱泵運(yùn)行，直至次日太陽(yáng)再度照進(jìn)室內(nèi)。

我想以上就是評(píng)價(jià)為國(guó)內(nèi)首創(chuàng)、國(guó)際先進(jìn)的原因吧！