北京市密云穆家峪鎮(zhèn)緊鄰密云縣城，該項目在山區(qū)冬季溫度較低，在燃?xì)夤?道無法供應(yīng)，用電成本較高，用煤又嚴(yán)重污染環(huán)境的背景下，密云鎮(zhèn)人民政府選 擇了更加節(jié)能環(huán)保的采暖方式即：太陽能+電輔助聯(lián)合采暖。太陽能為清潔可再 生能源，利用太陽能集熱管吸收太陽輻射熱量為室內(nèi)供暖，降低了直接采用電加 熱的運行成本。此方案主要解決了老百姓冬季供暖和一年四季中生活熱水的需求。太陽能+電輔助聯(lián)合采暖能夠滿足用戶的需求且室內(nèi)溫度在 18℃以上，采暖末端采用低溫輻射地板采暖技術(shù)，使得地板溫度保持在接近人體舒適溫度。 

       穆家峪鎮(zhèn)新型農(nóng)宅共計 217 戶，村民 1000 余人，建筑面積約 4 萬平方米， 安裝太陽能集熱器面積 6500m2。清華陽光密云穆家峪華潤希望小鎮(zhèn)太陽能供熱采暖工程項目為單體或聯(lián)排型建筑，屋面均為坡屋面設(shè)計，坡屋面角度為 22°， 太陽能集熱器安裝角度與坡度一致，考慮該太陽能系統(tǒng)主要用于冬季采暖，為保證太陽能集熱器的有效集熱面積及初投資等綜合因素，選用真空管橫置的SLL4715-50 型聯(lián)集管式太陽能集熱器進行加密和加長設(shè)計，演變?yōu)閮煞N不同的規(guī)格適用不同的坡面的集熱器。 

       太陽能+電加熱采暖系統(tǒng)由太陽能集熱器、采暖貯熱水箱、電加熱裝置、控制系統(tǒng)、系統(tǒng)管路和地暖末端構(gòu)成。 

圖 1 太陽能+電加熱熱水采暖系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 

       太陽能集熱器把太陽能轉(zhuǎn)變成熱能，使集熱器聯(lián)箱中升溫，集熱循環(huán)泵把采暖貯熱水箱中的水打入太陽能集熱器中進行循環(huán)加熱。加熱過的熱水儲存在采暖儲熱水箱中。當(dāng)室內(nèi)溫度低于采暖設(shè)定溫度時，采暖循環(huán)泵啟動，把貯熱水箱中的熱水泵入采暖末端散熱，當(dāng)采暖儲熱水箱內(nèi)水溫度低于設(shè)定溫度或室內(nèi)溫度低于設(shè)定值時，電加熱啟動。當(dāng)采暖儲熱水箱內(nèi)水溫度高于設(shè)定溫度或室內(nèi)溫度達到設(shè)定值時，電加熱停止。在啟動電加熱的同時，只要太陽能集熱器的溫度高于水箱溫度，太陽能集熱系統(tǒng)照常工作，最大限度地利用太陽能，減少常規(guī)能源的消耗。 

       （一）太陽能集熱器的選型 

       該項目為單體或聯(lián)排型建筑,屋面均為坡屋面設(shè)計,坡屋面角度為 22°,太陽能集熱器安裝角度與坡度一致,考慮該太陽能系統(tǒng)主要用于冬季采暖,為保證太陽能集熱器的有效集熱面積及初投資等綜合因素,根據(jù)南坡面的長短不同，選用真空管橫置的 SLL4715-56 與 SLL4715-66 型聯(lián)集管式太陽能集熱器。 

       （二）蓄熱水箱的選型及確定 

       根據(jù)規(guī)范要求,太陽能供熱采暖系統(tǒng)的貯熱水箱應(yīng)根據(jù)設(shè)計蓄熱時間周期和蓄熱量計算確定, 在該系統(tǒng)配置下,陽光充足的情況下太陽能小時集熱量大于小時耗熱量,則太陽能水箱需將每小時多余的熱量儲存,同時水箱還可存儲 1 小時建筑耗熱量(根據(jù)《民用建筑太陽能熱水系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》,集中供熱水系統(tǒng)的貯水箱容積應(yīng)根據(jù)日用熱水小時變化曲線及太陽能集熱系統(tǒng)的供熱能力和運行規(guī)律,以及常規(guī)能源輔助加熱裝置的工作制度、加熱特性和自動溫度控制裝置等因素按曲線計算確定,本處主要考慮采暖,配置輔助熱源功率可滿足建筑采暖熱負(fù)荷需求,綜合考慮水箱安置位置空間大小及門框大小,此處選擇 1 小時)。 

       （三）輔助熱源的選型及確定 

       根據(jù)現(xiàn)場情況,選用電加熱棒直接安裝在水箱上作為輔助熱源,預(yù)留其它熱源對接口,在具備條件的情況下,可以使用燃?xì)?、生物質(zhì)鍋爐等替代電作為輔助能源,根據(jù)各戶采暖熱負(fù)荷值,設(shè)計 A、B 戶型使用 6kW 電加熱棒,C、D 戶型使用9KW 電加熱棒。按照電加熱棒效率 95%,燃?xì)忮仩t效率 85%作為計算依據(jù) 。

       （四）社會經(jīng)濟效益分析  

       采用新型的“太陽能+電輔助加熱”采暖方式，不僅實現(xiàn)了環(huán)境的大逆轉(zhuǎn)，干凈衛(wèi)生，而且也對霧霾起到了很好的減排效果。該項目目前共有用戶 217 戶，集熱板 6500m2，減排煤 3809.6t，二氧化碳 8646.1t，二氧化硫 76.5t，粉塵 32.2 t。 太陽能采暖系統(tǒng)雖然初期投資較大，但在國家能源結(jié)構(gòu)調(diào)整、環(huán)境保護、改善農(nóng)村生活條件及帶動農(nóng)村經(jīng)濟發(fā)展等方面具有較高的社會效益。 

       太陽能采暖系統(tǒng)作為一項新能源利用技術(shù)，符合國家資源節(jié)約與環(huán)境保護的基本國策，有利于國家整體能源結(jié)構(gòu)的調(diào)整。 

       在新農(nóng)村的建設(shè)中，太陽能采暖作為新民居建設(shè)的一項基本內(nèi)容，對于改善廣大農(nóng)民居住生活條件、提高農(nóng)民對新能源的利用意識等方面能起到積極作用。以希望小鎮(zhèn)為例，在太陽能采暖示范村建成后，徹底改變了當(dāng)?shù)鼐用竦纳顥l件， 帶動了旅游業(yè)等相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展，吸引了外來消費群體，增加了當(dāng)?shù)剞r(nóng)民的收入。 

       寒冷地區(qū)新農(nóng)村建設(shè)中較難的問題是如何利用清潔、廉價、可再生的能源為建筑供暖、供生活熱水。太陽能采暖系統(tǒng)在北京地區(qū)的成功應(yīng)用，為我國三北和其他寒冷地區(qū)新農(nóng)村建設(shè)提供了一項節(jié)約資源、保護環(huán)境、改善生活的重要支撐技術(shù)。從地域上講，太陽能熱水采暖系統(tǒng)更適合在我國中部地區(qū)的推廣應(yīng)用。 從長遠(yuǎn)看，隨著常規(guī)能源價格的不斷上漲及污染治理成本的大幅度上升，太陽能采暖系統(tǒng)的社會及經(jīng)濟效益會更加明顯。

       在北京地區(qū)，太陽能采暖的應(yīng)用主要集中在新農(nóng)村建設(shè)領(lǐng)域，作為社會主義新農(nóng)村建設(shè)的一部分。從建設(shè)的區(qū)域分布來講，主要分布在北京周邊的郊區(qū)縣， 平谷區(qū)、門頭溝區(qū)、房山區(qū)、密云縣、昌平區(qū)等區(qū)縣。目前已實施的太陽能采暖系統(tǒng)具有較高社會效益，對于農(nóng)村經(jīng)濟的發(fā)展起著極大的促進作用，但存在著投資相對較高、回收期較長的缺點，單純靠市場推廣存在著相當(dāng)?shù)碾y度。目前太陽能采暖雖然已有一定的市場，但絕大部分均為新農(nóng)村建設(shè)工程，屬政府試點推廣補助項目；若無政府補助情況下，市場推廣將很難進行。農(nóng)村住宅太陽能采暖工作的實施，將極大的改善農(nóng)村住宅的居住條件，同時達到解決農(nóng)村用能，調(diào)整能源結(jié)構(gòu)的目的。與此同時，隨著太陽能采暖的工作推進，在居住條件的改善同時， 將極大的拉動農(nóng)村的旅游及相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈經(jīng)濟、改善農(nóng)村的文化面貌，太陽能采暖成為解決農(nóng)村能源問題、調(diào)整農(nóng)村能源結(jié)構(gòu)的重要技術(shù)措施之一。 

       （1）積極建設(shè)太陽能供熱采暖綜合系統(tǒng)試點工程，研究太陽能系統(tǒng)全年綜合利用技術(shù)，如跨季節(jié)蓄熱供暖技術(shù)等，提高太陽能供熱采暖在建筑節(jié)能中的作用和地位； 

       （2）針對終端用戶、生產(chǎn)廠商制訂更加完善、合理的鼓勵、支持政策，以促進太陽能采暖行業(yè)及市場的良性發(fā)展。 

       （3）選擇有代表性的農(nóng)村，如旅游區(qū)或待開發(fā)的旅游區(qū)域等作為推廣示范的試點，建設(shè)太陽能采暖與生物質(zhì)能等多種可再生能源綜合利用工程，以探索北京地區(qū)新農(nóng)村建設(shè)中合理的能源建設(shè)模式，為農(nóng)村能源結(jié)構(gòu)建設(shè)積累經(jīng)驗。