過渡季節太陽能供暖技術探究

宋濤 楊宗愛

山東省城建設計院 山東 濟南 250000

目前，我國供暖地區主要由熱電廠、區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，不便于調節，當供暖時間結束，不論室內外溫度高低，一般情況下均不再繼續供暖。一旦供暖時間開始前或者結束后的過渡季節內出現極端天氣，習慣了相對舒適環境的人們對供暖的需求就得以顯現，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，在過渡季節內如何靈活的調節供暖成為現階段人們對舒適環境的迫切要求。

鑒于這種情況，我們在過渡季節設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，技術最成熟，最綠色的經濟能源，太陽能具有節能環保無污染，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用于供應生活熱水，而在供暖領域并不常見，原因不外乎兩點：一是太陽能的不穩定性，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，是對常規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溫度，目的不是為了將室內溫度提高到冬季的室內設計溫度18℃，而是在有限的能源下盡可能的提高人們生活環境的舒適性。在初冬或末冬的時候，我們完全可以縮短供暖時間，從而有效的節約能源，將縮短的時間也計入過渡季節，過渡季節內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，冬季供暖季節采用市政熱源，供水溫度為45/35℃。冬季公寓內的生活熱水由屋面太陽能集熱器集中供應。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。在過度季節中市政熱源停止供應，由太陽能作為接替熱源，此時太器提供室內生活熱水。現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溫度，太陽能集熱器不再提供室內生活熱水而是由戶內電熱水。

原理說明：

當冬季供暖時，轉換閥4關閉，其他轉化閥開啟，市政熱源供熱。當冬季供暖期結束，由于整個系統無動力源，故增設一套加壓泵，用于過度季節地板輻射供暖。此時轉換閥1、2、3關閉，轉換閥4開啟，太陽能過換熱機房內的板式換熱器與室內的地板輻射內的水進行換熱，進行室內供暖。冬季及夏季，太陽能用于室內生活用熱水。

本工程用到的熱水系統有采暖系統和生活熱水系統

生活熱水系統 ：

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

可用于供暖的水量為 50噸

根據 Q= CM△t

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

經對建筑圍護結構熱負荷計算（具體計算方法見《實用供熱空調設計手冊（第二版）》）得：

采暖總負荷 約為840KW

根據比例公式：Q1/△t1=Q2/△t2，

由此得出：△t2=Tn-Tw=3.7

其中：Q1為采暖總負荷

△t1為室內外溫度差

Q2為熱水提供采暖總負荷

△t2為室內溫升

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

通過計算可以看出，太陽能在過度季節供暖，受氣候的影響比較大，同時室內供暖效果還取決于室外溫度及太陽輻射情況，過度季節供暖并不是如同冬季供暖要求一樣，需要設定室內設計溫度等等，供暖的需求也不會同冬季供暖般苛刻，過度季節利用太陽能進行供暖，提供人們的生活品質著實有效。另外，上述計算過程采用的是常規建筑物的建筑圍護結構參數，若將建筑物的外墻屋面等與太陽能集熱板結合做裝飾面，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供暖的利用，還需進一步思考探究，在現有我國能源的情況下，充分利用可再生能源是響應節能號召的真實有力的行動。