“太陽能+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“國內(nèi)首創(chuàng)、國際先進(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)研究所開發(fā)部李元哲為我們?cè)敿?xì)講述。

記者：聽說該項(xiàng)目在北京冬季供暖示范成功，并于3月25日通過了省部級(jí)鑒定，評(píng)價(jià)為“國內(nèi)首創(chuàng)、國際先進(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日通過了由北京市經(jīng)濟(jì)與信息化委員會(huì)組織國家發(fā)展和改革委員會(huì)能源研究所副所長(zhǎng)、中國建筑科學(xué)研究院建筑環(huán)境與節(jié)能研究院院長(zhǎng)徐偉、中國農(nóng)村能源行業(yè)協(xié)會(huì)太陽能熱利用專業(yè)委員會(huì)主任羅振濤等專家的鑒定，被評(píng)價(jià)為“國內(nèi)首創(chuàng)、國際先進(jìn)”。從該項(xiàng)目的主體可以看出，它以輻射地板為供暖末端，以太陽能集熱裝置（主動(dòng)式太陽能系統(tǒng)）、被動(dòng)式采暖系統(tǒng)及空氣源熱泵為熱源設(shè)備。可以說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開戰(zhàn)，其次是響應(yīng)國家節(jié)能減排政策，因?yàn)槲覈鴩窠?jīng)濟(jì)發(fā)展需要節(jié)能、開源。

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

李元哲：我一貫重視在中國傳統(tǒng)的建筑中實(shí)現(xiàn)被動(dòng)式太陽能供暖，所謂“被動(dòng)式”，是在采熱過程中人很難對(duì)它進(jìn)行控制的意思。上世紀(jì)80年代，我參加過“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)太陽房”的增投資只有20%，在北京最冷的冬天，無輔助熱源的情況下，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”太陽能集熱器供暖，因?yàn)椋瑳]太陽時(shí)室溫仍會(huì)很低。但應(yīng)肯定“主動(dòng)式”太陽能集熱器供暖，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)過熱。

此外，怎樣選擇、設(shè)置輔助熱源，是太陽能供暖中的大問題。

利用太陽能供暖，不能降低室內(nèi)的熱舒適度，既不能有過大的室溫波動(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，但如何與太陽能供暖系統(tǒng)配合好，是近年來討論的熱點(diǎn)問題，因?yàn)槎叩慕Y(jié)合應(yīng)當(dāng)對(duì)彼此的產(chǎn)熱效率沒有負(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，直至次日太陽再度照進(jìn)室內(nèi)。

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