導(dǎo)語(yǔ)：學(xué)校太陽(yáng)能供暖設(shè)計(jì)方案一文來(lái)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(yáng)能+”供暖具有主能源免費(fèi)，運(yùn)行成本低，百姓用得起，無(wú)需政府長(zhǎng)期補(bǔ)貼的優(yōu)勢(shì)。太陽(yáng)輻照度既是間斷的，又是極不穩(wěn)定的，這給太陽(yáng)能的大規(guī)模應(yīng)用增加了難度。為使太陽(yáng)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(jìng)爭(zhēng)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(yáng)輻射能盡量貯存起來(lái)，以供夜間或陰雨天使用，但蓄能也是太陽(yáng)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(yáng)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(guó)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(yáng)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(yáng)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(yáng)能供暖系統(tǒng)，就是具有示范性的太陽(yáng)能熱水+谷電加熱輔助的供暖系統(tǒng)，具有代表性。目前，國(guó)錦新能源又在進(jìn)行一個(gè)學(xué)校全新供暖方案的設(shè)計(jì)。

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(shí)際情況，非常適合“太陽(yáng)能+谷電儲(chǔ)熱”的供暖系統(tǒng)方案。

2系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則

2.1集熱聯(lián)箱雙插太陽(yáng)能供熱專用透明太陽(yáng)能真空管，集熱時(shí)真空管內(nèi)通過(guò)黑色液體吸收太陽(yáng)輻射的熱能，加熱后的液體通過(guò)循環(huán)管道儲(chǔ)存在儲(chǔ)熱罐里，大量的儲(chǔ)熱形成供暖熱源，滿足教室正常供暖需要。另外，特別設(shè)計(jì)了在時(shí)間較長(zhǎng)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(yáng)能集熱器陣列采光大量收集儲(chǔ)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(dòng)裝置，保證系統(tǒng)任何狀態(tài)下正常供熱。

3設(shè)計(jì)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(jì)規(guī)范》(GB500192015)；(2)《太陽(yáng)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(yáng)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(chǔ)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(dòng)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(duì)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(yáng)能集熱只在陽(yáng)光的照射下工作。工作時(shí)，管道泵在溫控開關(guān)控制下轉(zhuǎn)動(dòng)，室外太陽(yáng)能透明真空管和管道中有液體介質(zhì)循環(huán)流動(dòng)，將能量接收到儲(chǔ)熱罐內(nèi)，夜間和陰天時(shí)集熱循環(huán)泵不工作，真空管和管道自動(dòng)排空。液體管道經(jīng)過(guò)室內(nèi)儲(chǔ)熱水箱的底部通過(guò)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(lái)加速真空管中黑色液體的對(duì)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(chǔ)熱罐內(nèi)。工作時(shí)溫控開關(guān)使管道泵轉(zhuǎn)動(dòng)，將液體介質(zhì)充入真空管連接箱中，液體介質(zhì)通過(guò)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(chǔ)熱水罐中完成集熱循環(huán)。儲(chǔ)熱水罐再向教室內(nèi)的暖氣片直接用黑色液體或通過(guò)換熱盤管輸出熱水供應(yīng)熱量。在沒有陽(yáng)光的時(shí)候，管道泵不轉(zhuǎn)動(dòng)，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(chǔ)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(yáng)能集熱器相比的主要優(yōu)點(diǎn)是：透明真空管內(nèi)在陽(yáng)光照射下升溫幅度小，不存在脫膜和炸管現(xiàn)象，延長(zhǎng)真空管的使用壽命。而且夜間和陰天時(shí)真空中管不存水，大大減少了散熱損失，延長(zhǎng)太陽(yáng)能接收時(shí)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(yáng)能直接轉(zhuǎn)化成內(nèi)熱能，沒有玻璃熱傳導(dǎo)的過(guò)程，管內(nèi)水升的溫度高，提高接收效率。如果把儲(chǔ)熱罐放置在室內(nèi)的話，儲(chǔ)熱水罐散熱發(fā)的熱量也能保留在室內(nèi)，儲(chǔ)熱罐大量?jī)?chǔ)存的熱量足夠滿足連續(xù)2～3個(gè)陰天取暖用，有陽(yáng)光時(shí)繼續(xù)收集儲(chǔ)存熱量，基本可以實(shí)現(xiàn)整個(gè)冬季完全利用太陽(yáng)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(shí)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(chǔ)熱罐和控制電路。集熱器安裝在房頂上，大約安裝150組太陽(yáng)能真空管集熱器，用于接收太陽(yáng)能。備用電加熱輔助安裝在室內(nèi)儲(chǔ)熱罐下，用于將集熱器接收的能量貯存起來(lái)，需要供暖時(shí)并通過(guò)暖氣片散熱為教室內(nèi)供暖。集熱器和儲(chǔ)熱罐用管道連接起來(lái)，管道上安裝一個(gè)管道泵用于使導(dǎo)熱液循環(huán)流動(dòng)?？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(shí)，溫度控制電路使管道泵自動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)，這時(shí)儲(chǔ)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(chǔ)熱罐中的熱水溫度2℃時(shí)，管道泵自動(dòng)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，這時(shí)真空管連接箱和管道中的水全部退回室內(nèi)儲(chǔ)熱罐中貯存起來(lái)。剛使用時(shí)提前2～3天開始接收熱量，使儲(chǔ)熱箱中的水溫升高，儲(chǔ)熱箱中約有25m3的儲(chǔ)熱液體。開始時(shí)水溫每白天根據(jù)光熱情況的不同大約升高5～15℃。儲(chǔ)熱罐中部?jī)?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(shí)，儲(chǔ)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(shí)，儲(chǔ)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(shí)，儲(chǔ)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(dòng)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(shí)迅速收集熱量，保障正常供暖情況下，儲(chǔ)存多余的熱量提高儲(chǔ)熱罐內(nèi)的儲(chǔ)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(jì)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(xiàng)惠及子孫后代、利國(guó)利民的綠色環(huán)保工程。太陽(yáng)能熱利用經(jīng)濟(jì)效益明顯，據(jù)科學(xué)測(cè)定，根據(jù)有良好光照和保溫條件的情況下利用太陽(yáng)能全年供生活熱水、并且冬季供暖節(jié)能60%～90%以上，是一項(xiàng)經(jīng)濟(jì)實(shí)惠、節(jié)能環(huán)保的新能源事業(yè)?！疤?yáng)能+”的發(fā)展理念，在充分利用免費(fèi)太陽(yáng)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(shí)用，有效地保證了24小時(shí)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(guó) 史春杰 單位:山西國(guó)錦新能源科技發(fā)展有限公司