过渡季节太阳能供暖技术探究

宋涛 杨宗爱

山东省城建设计院 山东 济南 250000

目前，我国供暖地区主要由热电厂、区域锅炉及换热站等提供热源，此类供暖热源的特点是每年的供暖周期、供暖时间相对固定，不便于调节，当供暖时间结束，不论室内外温度高低，一般情况下均不再继续供暖。一旦供暖时间开始前或者结束后的过渡季节内出现极端天气，习惯了相对舒适环境的人们对供暖的需求就得以显现，但是如果延长供暖时间的话又会造成极大的能源浪费，因此，在过渡季节内如何灵活的调节供暖成为现阶段人们对舒适环境的迫切要求。

鉴于这种情况，我们在过渡季节设计采用太阳能作为供热热源。

众所周知，太阳能是目前利用最普遍，技术最成熟，最绿色的经济能源，太阳能具有节能环保无污染，是对可再生能源的充分利用。太阳能在我们生活中最为普遍的利用是应用于供应生活热水，而在供暖领域并不常见，原因不外乎两点：一是太阳能的不稳定性，二是对供暖效果上相对较差。但是我们采用太阳能供暖的时间主要集中在太阳能相对充足的过渡季节，是对常规热源供暖的一个补充，只是在充分利用外界太阳能尽可能的提高室内温度，目的不是为了将室内温度提高到冬季的室内设计温度18℃，而是在有限的能源下尽可能的提高人们生活环境的舒适性。在初冬或末冬的时候，我们完全可以缩短供暖时间，从而有效的节约能源，将缩短的时间也计入过渡季节，过渡季节内采用太阳能供暖即可。本文就济南某改造工程对太阳能在过渡季节供暖及在一年四季中生活热水的合理利用进行可行性分析。

本工程为济南某区一栋办公楼改造工程，将原有的办公楼改造为小型公寓。

本工程供暖方式为地板辐射供暖，冬季供暖季节采用市政热源，供水温度为45/35℃。冬季公寓内的生活热水由屋面太阳能集热器集中供应。因本工程的屋面全部为平屋面，太阳能集热板摆放位置充裕。在过度季节中市政热源停止供应，由太阳能作为接替热源，此时太器提供室内生活热水。现将太阳能与市政热源切换原理图示意如下：

阳能作为热源尽可能提高室内温度，太阳能集热器不再提供室内生活热水而是由户内电热水。

原理说明：

当冬季供暖时，转换阀4关闭，其他转化阀开启，市政热源供热。当冬季供暖期结束，由于整个系统无动力源，故增设一套加压泵，用于过度季节地板辐射供暖。此时转换阀1、2、3关闭，转换阀4开启，太阳能过换热机房内的板式换热器与室内的地板辐射内的水进行换热，进行室内供暖。冬季及夏季，太阳能用于室内生活用热水。

本工程用到的热水系统有采暖系统和生活热水系统

生活热水系统 ：

用水量标准 100L/人.天

每房间为2人 按每层65个房间 一共三层 五层房间为15个

生活热水总热量100L/人.天* 2人*

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根据太阳能厂家提供的设备参数，在日照充足的条件下本工程采用的太阳能集热器一天内能把50吨的水提升40℃

可用于供暖的水量为 50吨

根据 Q= CM△t

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

经对建筑围护结构热负荷计算（具体计算方法见《实用供热空调设计手册（第二版）》）得：

采暖总负荷 约为840KW

根据比例公式：Q1/△t1=Q2/△t2，

由此得出：△t2=Tn-Tw=3.7

其中：Q1为采暖总负荷

△t1为室内外温度差

Q2为热水提供采暖总负荷

△t2为室内温升

结论：如果采用太阳能采暖，在3 4 10 11 月份时，能将室内温度提高3.7度（理论值）。

通过计算可以看出，太阳能在过度季节供暖，受气候的影响比较大，同时室内供暖效果还取决于室外温度及太阳辐射情况，过度季节供暖并不是如同冬季供暖要求一样，需要设定室内设计温度等等，供暖的需求也不会同冬季供暖般苛刻，过度季节利用太阳能进行供暖，提供人们的生活品质着实有效。另外，上述计算过程采用的是常规建筑物的建筑围护结构参数，若将建筑物的外墙屋面等与太阳能集热板结合做装饰面，表面合理充分利用，太阳能集热板面积会进一步加大，供暖效果会更为显著。针对太阳能在过渡季节供暖的利用，还需进一步思考探究，在现有我国能源的情况下，充分利用可再生能源是响应节能号召的真实有力的行动。