编者按：太阳能供暖系统主要由热量提供部分（集热器和辅助热源）、储热蓄热部分、热量使用部分（采暖末端设备）与控制部分这四个部分组成 。本文详细讲述光热+热源+储热系统高效太阳能供暖案例。

日前印发的《河北省2018年冬季清洁取暖工作方案》称，在全省试“光伏+”、“光热+”0.85万户，预计投资3.4亿元。

去年十部委印发的《北方地区冬季清洁取暖规划（2017-2021）》要求，配合其他清洁供暖方式，到2021年，实现太阳能供暖面积目标5000万平方米。

常见太阳能供暖系统主要由热量提供部分（集热器和辅助热源）、储热蓄热部分、热量使用部分（采暖末端设备）与控制部分这四个部分组成。为提高集热效率，降低系统成本，更加高效可靠的太阳能采暖系统往往重视集热器和辅助热源的选择，并辅以蓄热系统进行优化。

1 多样化的集热器适应不同的光资源环境条件

目前对太阳能供暖系统中集热器的研究主要集中在集热器的面积优化、在不同地区的最佳倾角和最佳安装角度、供暖温度对集热器效率的影响等。

根据实际情况，不同项目对集热器选择不同。集热器按照是否聚光分为两大类，即非聚光集热器与聚光集热器。

★ 太阳能平板集热器/真空管集热器采暖
平板集热器与真空管集热器常见于太阳能热水+采暖系统，其结构简单可靠，但容易结垢，严寒环境下易结冰。北方地区众多办公与住宅太阳能采暖项目均使用这两种集热器，例如北京就有诸多案例。


★ 太阳能聚光型集热器采暖系统聚光集热器能将阳光会聚在面积较小的吸热面上，可获得较高温度，但只能利用直射辐射，且需要跟踪太阳。

一个典型案例是，内蒙古旭宸新能源有限公司在包头建成了10万平方米的太阳能槽式光热镜场，可以满足50万平方米的供热面积。该项目采用太阳能槽式聚光，通过导热油输送到地下的热交换系统，经过油水换热设备，把太阳能储存在保温水箱，加热后的热水直接输送到用户家中，实现全程零排放、零污染，经济成本只有燃煤的四分之一，而且后期维护费用很少。


今年8月1日，成都博昱新能源有限公司（简称“博昱新能”）3400余平米高原型槽式集热器开始装车发往西藏，计划在西藏阿里地区建设当地最大规模的槽式太阳能中温热利用项目，于今年十月投运。而在此前，博昱新能已在宁夏、陕西、西藏等多地建成槽式太阳能供暖项目。其产品可提供60摄氏度以上热水到250摄氏度蒸汽的热源，尤其适合太阳能资源好，电和燃气供需不平衡或者传统供热成本过高的用户。


在线性菲涅尔式集热器利用方面，兰州大成科技股份有限公司新区厂房提供了一个案例。经测算，其屋顶菲涅尔式系统在2017年共承担2万平米厂房供暖和7000㎡办公、生活设施供暖需求，采用太阳能作为主要供热能源，低谷电作为辅助能源，在一个供暖季整体运营费用低于60万元，运营费用比燃煤供暖降低75%，较天然气供暖降低80%以上，极大节省了公司供暖成本。


2 太阳能+辅助热源 有效提高系统经济性

太阳能是一种不稳定的能源，一个稳定的太阳能采暖系统通常有经济可靠的辅助热源。目前常用的辅助热源有电加热器、燃油锅炉、燃气锅炉、燃煤锅炉、生物质锅炉、热泵等。

★ 光热+电辅供暖系统

光热+电辅供暖系统晴天时，主要采用室外太阳能集热器模块提供热源采暖，夜间或白天温度达不到供暖要求的温度时，电辅系统自动加热送暖，冬季室内温度设计温度时，电辅系统自动停止。

作为中关村产业园首批落户雄安的12家高新技术企业之一，北京首航艾启威节能技术股份有限公司在安新县“太阳能光热+电辅+储热”采暖案例被评选为优秀典型案例。

该项目供热侧为单户100㎡采暖，2018年3月建成，用热侧为单户建筑面积100平方米，非节能建筑（房龄20年），末端为暖气片。该项目将收集的热水储存在专利分层式结构储水箱中，有效的将不同温度的水分层储存，降低热损失。在太阳能储热量不足的前提下，以谷区低电价进行电辅助加热蓄能，从而户温不低于18度的采暖需求，系统设置为全区和谷区两种模式，满足不同用电补贴政策。

该系统太阳能供暖比例约40%，自动调节保证室内温度在18度以上。进水温度不低于55度，回水温度不低于45度。建设费用单位采暖面积260元/㎡（单户），一个采暖季(120天)理论用电量约4000度，折合标准煤12.81kg/㎡。一个采暖季的运行费用不高于1500元。

3 配置蓄热系统 提高太阳能贡献率

利用太阳能进行供热，需要克服太阳能周期性和不稳定的缺点，研究解决太阳能蓄热技术，努力提高太阳能贡献率，才能降低运行费用。

太阳能采暖蓄热方式主要分为短期蓄热和长期蓄热。对应同一蓄热系统形式，有两种以上可选择的蓄热方式时，需要根据工程投资规模，当地的气象、水文、土壤条件进行选择。

短期蓄热以天或周为蓄热周期，其目的是为了维持一天（或一周）的热能供需平衡。短期蓄热主要有蓄热水箱和相变蓄热两种。目前常用蓄热方式为储热水箱和卵石蓄热。储热水箱蓄热时储热水箱的材质和构造强度应满足要求，能够满足所贮存水的容积，并且与系统最高工作压力相匹配，确保不渗，不漏；水箱应选择耐腐蚀材料制作，并做内表面防腐处理；还要做好水箱的保温。空气蓄热系统的蓄热装置通常采用卵石蓄热堆，卵石蓄热堆可水平或垂直放在箱内，卵石堆得热分层可提高蓄热性能，宜优先选用垂直方式。更多内容请关注太阳能产业资讯杂志官微获取。

原标题：光热+热源+储热系统高效太阳能供暖案例