北京市密云穆家峪华润希望小镇太阳能采暖项目

太阳能集热器把太阳能转变成热能，使集热器联箱中升温，集热循环泵把采暖贮热水箱中的水打入太阳能集热器中进行循环加热。

一、项目基本情况

北京市密云穆家峪镇紧邻密云县城，该项目在山区冬季温度较低，在燃气管道无法供应，用电成本较高，用煤又严重污染环境的背景下，密云镇人民政府选择了更加节能环保的采暖方式即：太阳能+电辅助联合采暖。太阳能为清洁可再生能源，利用太阳能集热管吸收太阳辐射热量为室内供暖，降低了直接采用电加热的运行成本。此方案主要解决了老百姓冬季供暖和一年四季中生活热水的需求。太阳能+电辅助联合采暖能够满足用户的需求且室内温度在18℃以上，采暖末端采用低温辐射地板采暖技术，使得地板温度保持在接近人体舒适温度。

穆家峪镇新型农宅共计217户，村民1000余人，建筑面积约4万平方米，安装太阳能集热器面积6500m²。清华阳光密云穆家峪华润希望小镇太阳能供热采暖工程项目为单体或联排型建筑，屋面均为坡屋面设计，坡屋面角度为22°，太阳能集热器安装角度与坡度一致，考虑该太阳能系统主要用于冬季采暖，为保证太阳能集热器的有效集热面积及初投资等综合因素，选用真空管横置的SLL4715-50型联集管式太阳能集热器进行加密和加长设计，演变为两种不同的规格适用不同的坡面的集热器。

二、系统结构及原理

太阳能+电加热采暖系统由太阳能集热器、采暖贮热水箱、电加热装置、控制系统、系统管路和地暖末端构成。

图1 太阳能+电加热热水采暖系统结构图

太阳能集热器把太阳能转变成热能，使集热器联箱中升温，集热循环泵把采暖贮热水箱中的水打入太阳能集热器中进行循环加热。加热过的热水储存在采暖储热水箱中。当室内温度低于采暖设定温度时，采暖循环泵启动，把贮热水箱中的热水泵入采暖末端散热，当采暖储热水箱内水温度低于设定温度或室内温度低于设定值时，电加热启动。当采暖储热水箱内水温度高于设定温度或室内温度达到设定值时，电加热停止。在启动电加热的同时，只要太阳能集热器的温度高于水箱温度，太阳能集热系统照常工作，最大限度地利用太阳能，减少常规能源的消耗。

三、配置选型及数据计算

（一）太阳能集热器的选型

该项目为单体或联排型建筑,屋面均为坡屋面设计,坡屋面角度为22°,太阳能集热器安装角度与坡度一致,考虑该太阳能系统主要用于冬季采暖,为保证太阳能集热器的有效集热面积及初投资等综合因素,根据南坡面的长短不同，选用真空管横置的SLL4715-56与SLL4715-66型联集管式太阳能集热器。

（二）蓄热水箱的选型及确定

根据规范要求,太阳能供热采暖系统的贮热水箱应根据设计蓄热时间周期和蓄热量计算确定,在该系统配置下,阳光充足的情况下太阳能小时集热量大于小时耗热量,则太阳能水箱需将每小时多余的热量储存,同时水箱还可存储1小时建筑耗热量(根据《民用建筑太阳能热水系统应用技术规范》,集中供热水系统的贮水箱容积应根据日用热水小时变化曲线及太阳能集热系统的供热能力和运行规律,以及常规能源辅助加热装置的工作制度、加热特性和自动温度控制装置等因素按曲线计算确定,本处主要考虑采暖,配置辅助热源功率可满足建筑采暖热负荷需求,综合考虑水箱安置位置空间大小及门框大小,此处选择1小时)。

（三）辅助热源的选型及确定

根据现场情况,选用电加热棒直接安装在水箱上作为辅助热源,预留其它热源对接口,在具备条件的情况下,可以使用燃气、生物质锅炉等替代电作为辅助能源,根据各户采暖热负荷值,设计A、B户型使用6kW电加热棒,C、D户型使用9KW电加热棒。按照电加热棒效率95%,燃气锅炉效率85%作为计算依据

（四）社会经济效益分析

采用新型的“太阳能+电辅助加热”采暖方式，不仅实现了环境的大逆转，干净卫生，而且也对雾霾起到了很好的减排效果。该项目目前共有用户217户，集热板6500m2，减排煤3809.6t，二氧化碳8646.1t，二氧化硫76.5t，粉尘32.2t。

太阳能采暖系统虽然初期投资较大，但在国家能源结构调整、环境保护、改善农村生活条件及带动农村经济发展等方面具有较高的社会效益。

太阳能采暖系统作为一项新能源利用技术，符合国家资源节约与环境保护的基本国策，有利于国家整体能源结构的调整。

在新农村的建设中，太阳能采暖作为新民居建设的一项基本内容，对于改善广大农民居住生活条件、提高农民对新能源的利用意识等方面能起到积极作用。以希望小镇为例，在太阳能采暖示范村建成后，彻底改变了当地居民的生活条件，带动了旅游业等相关产业发展，吸引了外来消费群体，增加了当地农民的收入。

寒冷地区新农村建设中较难的问题是如何利用清洁、廉价、可再生的能源为建筑供暖、供生活热水。太阳能采暖系统在北京地区的成功应用，为我国三北和其他寒冷地区新农村建设提供了一项节约资源、保护环境、改善生活的重要支撑技术。从地域上讲，太阳能热水采暖系统更适合在我国中部地区的推广应用。

从长远看，随着常规能源价格的不断上涨及污染治理成本的大幅度上升，太阳能采暖系统的社会及经济效益会更加明显。

四、典型经验和做法

在北京地区，太阳能采暖的应用主要集中在新农村建设领域，作为社会主义新农村建设的一部分。从建设的区域分布来讲，主要分布在北京周边的郊区县，平谷区、门头沟区、房山区、密云县、昌平区等区县。目前已实施的太阳能采暖系统具有较高社会效益，对于农村经济的发展起着极大的促进作用，但存在着投资相对较高、回收期较长的缺点，单纯靠市场推广存在着相当的难度。目前太阳能采暖虽然已有一定的市场，但绝大部分均为新农村建设工程，属政府试点推广补助项目；若无政府补助情况下，市场推广将很难进行。农村住宅太阳能采暖工作的实施，将极大的改善农村住宅的居住条件，同时达到解决农村用能，调整能源结构的目的。与此同时，随着太阳能采暖的工作推进，在居住条件的改善同时，将极大的拉动农村的旅游及相关产业链经济、改善农村的文化面貌，太阳能采暖成为解决农村能源问题、调整农村能源结构的重要技术措施之一。

五、问题和建议

（1）积极建设太阳能供热采暖综合系统试点工程，研究太阳能系统全年综合利用技术，如跨季节蓄热供暖技术等，提高太阳能供热采暖在建筑节能中的作用和地位；

（2）针对终端用户、生产厂商制订更加完善、合理的鼓励、支持政策，以促进太阳能采暖行业及市场的良性发展。

（3）选择有代表性的农村，如旅游区或待开发的旅游区域等作为推广示范的试点，建设太阳能采暖与生物质能等多种可再生能源综合利用工程，以探索北京地区新农村建设中合理的能源建设模式，为农村能源结构建设积累经验。