導(dǎo)語：學(xué)校太陽能供暖設(shè)計方案一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

“太陽能+”供暖具有主能源免費(fèi)，運(yùn)行成本低，百姓用得起，無需政府長期補(bǔ)貼的優(yōu)勢。太陽輻照度既是間斷的，又是極不穩(wěn)定的，這給太陽能的大規(guī)模應(yīng)用增加了難度。為使太陽能成為連續(xù)、穩(wěn)定的能源，從而最終成為能夠與常規(guī)能源相競爭的替代能源，就必須很好地解決蓄能問題，即把晴朗白天的太陽輻射能盡量貯存起來，以供夜間或陰雨天使用，但蓄能也是太陽能利用中較為重要的環(huán)節(jié)之一。

供暖除去盡可能高效的收集和轉(zhuǎn)化以外，關(guān)鍵是要供熱維持建筑室內(nèi)的溫度。因此，要考慮和重視建筑保溫性能；要更多地獲得熱量，有足夠的集熱面積；要保證系統(tǒng)的可靠性，減少和消除故障情況；要努力研究解決蓄熱技術(shù)，努力提高太陽能貢獻(xiàn)率，才能降低運(yùn)行費(fèi)用；要在保證效果前提下降低初裝費(fèi)，才能大范圍推廣應(yīng)用。2017年冬季山西國錦新能源科技發(fā)展有限公司就為祁縣谷戀小學(xué)做了太陽能熱空氣+電輔助的供暖案例。2018年8月以后，又做了張名村小學(xué)、古縣小學(xué)等7所小學(xué)的太陽能熱空氣與空氣源熱泵相結(jié)合的供暖系統(tǒng)。祁縣大韓小學(xué)剛安裝的太陽能供暖系統(tǒng)，就是具有示范性的太陽能熱水+谷電加熱輔助的供暖系統(tǒng)，具有代表性。目前，國錦新能源又在進(jìn)行一個學(xué)校全新供暖方案的設(shè)計。

1學(xué)校概況

磚混結(jié)構(gòu)的學(xué)生教室建筑房頂均為平頂，有良好的光照條件和采光面積，保留完好原有的暖氣片散熱系統(tǒng)。根據(jù)學(xué)校的實際情況，非常適合“太陽能+谷電儲熱”的供暖系統(tǒng)方案。

2系統(tǒng)設(shè)計原則

2.1集熱聯(lián)箱雙插太陽能供熱專用透明太陽能真空管，集熱時真空管內(nèi)通過黑色液體吸收太陽輻射的熱能，加熱后的液體通過循環(huán)管道儲存在儲熱罐里，大量的儲熱形成供暖熱源，滿足教室正常供暖需要。另外，特別設(shè)計了在時間較長雨雪天氣情況下，可用谷電加熱水的裝置保障供暖。2.2利用樓頂平面，合理排布太陽能集熱器陣列采光大量收集儲存熱能量。2.3考慮房頂承重及系統(tǒng)防風(fēng)、防雷等，保證系統(tǒng)運(yùn)行安全。2.4智能控制，設(shè)有應(yīng)急手動裝置，保證系統(tǒng)任何狀態(tài)下正常供熱。

3設(shè)計方案

3.1參考依據(jù)。(1)《工業(yè)建筑供暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計規(guī)范》(GB500192015)；(2)《太陽能供熱采暖工程技術(shù)規(guī)范》(GB50495-2009)。3.2具體技術(shù)方案。液體光熱轉(zhuǎn)化太陽能集熱器包括真空管連接箱、透明真空管、液體管道和管道泵，透明真空管分別與聯(lián)箱兩端連接，并和液體管道與儲熱罐進(jìn)出口成循環(huán)管路，在循環(huán)管路中有液體介質(zhì)，液體管道中的管道泵是液體循環(huán)的動力；在真空管連接箱上方設(shè)有排氣口，真空集熱管為透明真空管，管內(nèi)的液體介質(zhì)為黑色液體。在真空集熱管內(nèi)設(shè)置有對流水管，導(dǎo)流水管的進(jìn)水口位于真空管連接箱內(nèi)，液體光熱轉(zhuǎn)化太陽能集熱只在陽光的照射下工作。工作時，管道泵在溫控開關(guān)控制下轉(zhuǎn)動，室外太陽能透明真空管和管道中有液體介質(zhì)循環(huán)流動，將能量接收到儲熱罐內(nèi)，夜間和陰天時集熱循環(huán)泵不工作，真空管和管道自動排空。液體管道經(jīng)過室內(nèi)儲熱水箱的底部通過換熱給水加熱。集熱器用透明真空管作保溫層，黑色液體作光熱轉(zhuǎn)化介質(zhì)，用導(dǎo)流水管來加速真空管中黑色液體的對流傳導(dǎo)熱能量，使真空管內(nèi)高溫的液體介質(zhì)迅速流入儲熱罐內(nèi)。工作時溫控開關(guān)使管道泵轉(zhuǎn)動，將液體介質(zhì)充入真空管連接箱中，液體介質(zhì)通過導(dǎo)流管流向真空管的底部，黑色液體介質(zhì)被加熱后再流進(jìn)聯(lián)箱內(nèi)，再流入儲熱水罐中完成集熱循環(huán)。儲熱水罐再向教室內(nèi)的暖氣片直接用黑色液體或通過換熱盤管輸出熱水供應(yīng)熱量。在沒有陽光的時候，管道泵不轉(zhuǎn)動，室外真空管和真空管聯(lián)箱中的黑色液體介質(zhì)全部退到儲熱罐內(nèi)。室外所有管道全部排空，沒有凍壞的可能。與現(xiàn)有太陽能集熱器相比的主要優(yōu)點(diǎn)是：透明真空管內(nèi)在陽光照射下升溫幅度小，不存在脫膜和炸管現(xiàn)象，延長真空管的使用壽命。而且夜間和陰天時真空中管不存水，大大減少了散熱損失，延長太陽能接收時間，冬季在室外溫度是-30℃的地區(qū)，透明真空管比鍍膜真空管能多收集更多的熱量。利用納米黑色液體做光熱轉(zhuǎn)化介質(zhì)，將太陽能直接轉(zhuǎn)化成內(nèi)熱能，沒有玻璃熱傳導(dǎo)的過程，管內(nèi)水升的溫度高，提高接收效率。如果把儲熱罐放置在室內(nèi)的話，儲熱水罐散熱發(fā)的熱量也能保留在室內(nèi)，儲熱罐大量儲存的熱量足夠滿足連續(xù)2～3個陰天取暖用，有陽光時繼續(xù)收集儲存熱量，基本可以實現(xiàn)整個冬季完全利用太陽能取暖，不需要任何輔助能量的目的達(dá)到取暖的效果。如果門窗密封好有保溫門簾情況下，在室外溫度為-20℃并連續(xù)陰天三天時保持室內(nèi)在15℃以上。3.3取暖原理。由三部分組成，吸熱器、儲熱罐和控制電路。集熱器安裝在房頂上，大約安裝150組太陽能真空管集熱器，用于接收太陽能。備用電加熱輔助安裝在室內(nèi)儲熱罐下，用于將集熱器接收的能量貯存起來，需要供暖時并通過暖氣片散熱為教室內(nèi)供暖。集熱器和儲熱罐用管道連接起來，管道上安裝一個管道泵用于使導(dǎo)熱液循環(huán)流動?？刂齐娐返淖饔檬牵喊滋飚?dāng)房上集熱器有接收光熱達(dá)到設(shè)定溫度60℃時，溫度控制電路使管道泵自動轉(zhuǎn)動，這時儲熱罐中的液體被輸送到吸熱器中進(jìn)行循環(huán)加熱。傍晚，當(dāng)集熱器中的溫度高于儲熱罐中的熱水溫度2℃時，管道泵自動停止轉(zhuǎn)動，這時真空管連接箱和管道中的水全部退回室內(nèi)儲熱罐中貯存起來。剛使用時提前2～3天開始接收熱量，使儲熱箱中的水溫升高，儲熱箱中約有25m3的儲熱液體。開始時水溫每白天根據(jù)光熱情況的不同大約升高5～15℃。儲熱罐中部內(nèi)液體溫升至60℃左右達(dá)到平衡，室溫可在15～20℃左右設(shè)定，當(dāng)陰天下雪時，儲熱罐中溫度稍微有所下降，如果連續(xù)三天沒有光集熱補(bǔ)充熱量時，儲熱箱中的溫度還可以保持在50℃以上，仍能使室溫保持在15℃以上。如果特殊情況下連續(xù)多天沒有光熱補(bǔ)充時，儲熱罐中部溫度低于設(shè)定保障溫度50℃的話，室內(nèi)溫度不足15℃情況下，可以啟動備用電加熱裝置，只加熱供暖輸出的導(dǎo)熱液體。盡量減少電加熱的用量，最大化節(jié)能。等到有光照時迅速收集熱量，保障正常供暖情況下，儲存多余的熱量提高儲熱罐內(nèi)的儲熱液溫度。

本系統(tǒng)具有運(yùn)行使用成本最低的特點(diǎn)，完全符合節(jié)能環(huán)保、清潔能源供暖的“煤改電”政策。經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)保效益非常明顯，每年節(jié)約燃煤100余噸，按照設(shè)備運(yùn)行15年計算節(jié)煤1500多噸，減少二氧化碳排放約108噸，減少二氧化硫排放約30噸，減少粉塵約300余噸，是一項惠及子孫后代、利國利民的綠色環(huán)保工程。太陽能熱利用經(jīng)濟(jì)效益明顯，據(jù)科學(xué)測定，根據(jù)有良好光照和保溫條件的情況下利用太陽能全年供生活熱水、并且冬季供暖節(jié)能60%～90%以上，是一項經(jīng)濟(jì)實惠、節(jié)能環(huán)保的新能源事業(yè)?！疤柲?”的發(fā)展理念，在充分利用免費(fèi)太陽能熱量的基礎(chǔ)上，配合節(jié)能電熱泵等輔助供熱方式。不僅節(jié)能環(huán)保，而且經(jīng)濟(jì)實用，有效地保證了24小時供熱，可廣泛應(yīng)用于學(xué)校、養(yǎng)老院、醫(yī)院、賓館，廠礦企事業(yè)單位和家庭供應(yīng)熱水和取暖。

作者:范志國 史春杰 單位:山西國錦新能源科技發(fā)展有限公司