“太陽光熱、空氣源熱泵與地板輻射優(yōu)化集成供暖系統(tǒng)”通過新產(chǎn)品鑒定

本刊記者 ■ 鵬飛

太陽能間歇性的特點(diǎn)決定了太陽能采暖可節(jié)約常規(guī)能源，但并不能完全替代常規(guī)能源。如何最大限度地利用太陽能，最大限度降低常規(guī)能源消耗，同時(shí)保障良好的采暖效果，以及采暖季與非采暖季供熱的合理平衡，是科技工作者一直探尋的課題。

繼2014年3月7日，清華陽光兩項(xiàng)太陽能采暖新產(chǎn)品通過技術(shù)鑒定后，3月25日，清華大學(xué)建筑學(xué)院、北京華業(yè)陽光新能源有限公司、北京清華索蘭環(huán)能技術(shù)研究所研制的“太陽光熱、空氣源熱泵與地板輻射優(yōu)化集成供暖系統(tǒng)”再次通過新產(chǎn)品鑒定。鑒定委員會認(rèn)為，該技術(shù)達(dá)到國際先進(jìn)水平。

圖1 鑒定會現(xiàn)場

鑒定委員會認(rèn)為：該系統(tǒng)優(yōu)化集成了被動太陽房技術(shù)、太陽能熱水技術(shù)、空氣源熱泵技術(shù)、低溫地板輻射供暖技術(shù)，采用太陽能優(yōu)先利用的控制方式，充分利用可再生能源，實(shí)現(xiàn)了北方寒冷地區(qū)供暖的需要；采用的被動太陽能供暖措施，有效地減少了常規(guī)供暖系統(tǒng)的供熱量；采用的全玻璃熱管真空太陽集熱管并高傾角安裝，提高了系統(tǒng)的安全和防凍性能，避免夏季過熱；該系統(tǒng)的空氣源熱泵能效比高，和低溫地板輻射供暖運(yùn)行工況相匹配，有力地保證了供暖效果。

該實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)位于北京市昌平馬池口清華陽光二樓南向毗鄰的兩間宿舍，面積為52 m2。該宿舍樓為南北向3層板樓，2層以上有南陽臺，陽臺外上為單層玻璃窗、下為混凝土板，陽臺地板下為室外。該房建于2003年，估計(jì)節(jié)能指標(biāo)為50%。

我國知名熱泵專家、北京清華索蘭環(huán)能技術(shù)研究所李元哲教授做了技術(shù)報(bào)告，殷志強(qiáng)教授對與該系統(tǒng)相關(guān)的太陽能集熱部分做了補(bǔ)充說明。李元哲表示，此房間主要采取以下幾種措施，實(shí)現(xiàn)冬季采暖：

1)被動式太陽能供暖系統(tǒng)作為供暖的第一熱源。原有封閉陽臺，原有南窗面積7.5 m2，遮擋系數(shù)0.7，通過陽臺窗下護(hù)板加裝保溫板、南窗上加裝夜間保溫簾、陽臺樓板上面加裝預(yù)制薄型輻射地板等措施，對其盡可能改造成“陽光間”。盡管并非標(biāo)準(zhǔn)陽光間，但被動太陽能得到一定程度的利用。

2)主動式太陽能集熱器及蓄熱水箱——橫置真空管太陽能集熱器，是供暖的第二熱源。它由橫置真空集熱管，豎直的蓄熱水箱構(gòu)成，整體傾角60°。采用兩種真空管集熱器系統(tǒng)：一個(gè)為全玻璃熱管式真空管集熱器，集熱面積3.48 m2，配備200 L方形水箱；另一個(gè)為普通全玻璃真空管集熱器，集熱面積3.52 m2，配備200 L圓形水箱。

3)空氣源熱泵熱水機(jī)組是本系統(tǒng)的第三熱源。兩間房共用一臺分體式1.5 HP機(jī)組。

4)采暖末端加裝薄型預(yù)制低溫?zé)崴椛洳膳匕?，在原有陶瓷磚地面上覆蓋7.0 cm厚水泥砂漿及陶瓷面磚。

按照室內(nèi)溫度18 ℃、室外溫度-9 ℃，參考北京密云地區(qū)，計(jì)算出設(shè)計(jì)兩間毗鄰房間的供暖負(fù)荷為2 750 W，該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)工況熱負(fù)荷為52.88 W/m2。

2014年1月20日～2月3日共15天的實(shí)測平均室溫為20.1 ℃，實(shí)測平均外溫為0.404 ℃。該時(shí)段在凌晨平均室外氣溫-1.15 ℃下，空氣源熱泵COP約為3.42，耗電量為134.8 kWh。由于測試時(shí)段平均外氣溫接近北京地區(qū)冬季供暖 4個(gè)月的平均溫，故可以此結(jié)果推論冬季供暖耗電量。全冬季耗電為2.59×2×4=20.72 kWh/m2，如民用電價(jià)以0.5元/kWh算，則冬季取暖費(fèi)為10.36 元/m2。以所示范建筑冬季原有采暖耗熱量和新系統(tǒng)耗電比，電能效比為5.2；與用電采暖比，其節(jié)能率大于80.71%。 該采暖系統(tǒng)示范證明，在室溫高于20 ℃的條件下，適當(dāng)配置的主被動太陽能裝置的貢獻(xiàn)率接近50%，另外50%由空氣源熱泵承擔(dān)，節(jié)電可達(dá)70%。

清華陽光技術(shù)總監(jiān)周小雯向筆者表示，定制的控制系統(tǒng)基于“即時(shí)優(yōu)先，廉價(jià)優(yōu)先”的原則，實(shí)現(xiàn)了多熱源運(yùn)行錯(cuò)時(shí)互補(bǔ)，保證太陽能集熱器和空氣源熱泵適時(shí)啟動，節(jié)約能源；另外，該系統(tǒng)的數(shù)據(jù)監(jiān)測和運(yùn)行可通過手機(jī)客戶端實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控，一目了然，非常方便。

圖2 殷志強(qiáng)教授(左）與李元哲教授(中）在實(shí)驗(yàn)裝置前交流

據(jù)了解，100 m2的采暖面積配備這套系統(tǒng)的投資約3萬元。在政府支持補(bǔ)貼的情況下，如果能得到批量推廣，用戶會有較好的經(jīng)濟(jì)效益，而在環(huán)境保護(hù)方面則會產(chǎn)生較大的社會效益。

清華陽光在新一屆領(lǐng)導(dǎo)團(tuán)隊(duì)的帶領(lǐng)下，加快了技術(shù)創(chuàng)新、品牌整合以及縱橫聯(lián)合的步伐。

3月2日，山東青島“清華陽光－亞都旗艦店”盛大開業(yè)，標(biāo)志著亞都和清華陽光完成了從銷售模式到銷售渠道的正式融合。

3月19日，中國房地產(chǎn)500強(qiáng)開發(fā)企業(yè)測評及首選供應(yīng)商品牌測評大會在北京國貿(mào)隆重舉行，象征建材部品行業(yè)的奧斯卡獎項(xiàng)——《2014中國房地產(chǎn)開發(fā)企業(yè)500強(qiáng)首選供應(yīng)商品牌測評報(bào)告》在會上正式發(fā)布，報(bào)告匯聚了19個(gè)不同行業(yè)的10強(qiáng)品牌。憑借過硬的產(chǎn)品質(zhì)量、行業(yè)技術(shù)領(lǐng)先地位、工程市場的美譽(yù)度，尤其是與建筑完美結(jié)合的太陽能系統(tǒng)設(shè)計(jì)以及在太陽能主動采暖技術(shù)領(lǐng)域的突破性進(jìn)展和創(chuàng)新性運(yùn)用，清華陽光眾望所歸，獲評太陽能系統(tǒng)類“2014年中國房地產(chǎn)開發(fā)企業(yè)500強(qiáng)首選供應(yīng)商品牌”，喜登500強(qiáng)首選供應(yīng)商品牌榜單。

此次新產(chǎn)品鑒定則是清華陽光攜手清華大學(xué)建筑學(xué)院和北京清華索蘭環(huán)能技術(shù)研究所向太陽能采暖技術(shù)縱向延伸。

清華出人杰，陽光亦燦爛。清華陽光值得我們期待。