太阳能+醇能互补采暖系统冀北农户应用案例分析
河北农村联户太阳能供暖示范案例分析
屋顶防水保温围护：第一步：20 mm厚1:3水泥砂浆找平层；第二步：高分子卷材防水层（FS2 300/m2）；第三步：130 mm kg/m3）。
第四步：1:8水泥焦渣2%找坡，最薄处mm；第五步：20 mm厚1:3水泥砂浆找平层；第六步：双改性沥青卷材防水（第二层卷材带砂）；第七步：
细石砼保护层，内配钢丝网。
墙体保温围护：
10 cm厚聚乙烯阻燃苯板。
窗户保温围护：塑钢单玻平开双层窗。
采用低温热水地板辐射方式（俗称地暖）作为供暖供暖主管道采用下进上回同程式系统，保证热量合理分配，三、效益分析
1、经济效益
五户村民过去自己买煤供暖，每年每户平均
2400元，五户共燃烧煤炭20吨，需要12000元。
现在平均每户每年循环泵运转耗电170度，约合88元，北戴河兰德公司收取每户每年远程运行费和系统维护费300元，每户每年供暖费用支出388元，每年减少供暖支出2012元，五户共计每年减少供暖支出10060元。
每年减少二氧化碳排放52.8吨。
每户太阳能供暖系统初投入为3.5万元，省政府从大气污染防治资金中给予每户补贴1.5万元，每户实际初投入为2万元，约。
太阳能采暖+多能互补模式技术分析与探讨
21中国太阳能热利用产业联盟网技术交流Technology Exchange太阳能采暖+ 多能互补模式技术分析与探讨河北三环太阳能有限公司 张智勇一、太阳能采暖的技术分析太阳能采暖是收集利用太阳辐射能并转化为热能、电能用于取暖的技术，是一种清洁能源采暖方式。
尤其是近几年来，由于大气污染的严重威胁，各级政府把治污减排都放在十分重要的位置，采取各种措施节能减排，其中利用太阳能采暖作为示范工程开始应用推广。
太阳能取之不尽用之不竭，是最清洁、最廉价的能源，应该大力推广应用，但太阳能利用最主要的缺点是稳定性差，尤其是太阳能热利用，由于热能储存困难，所以在夜间和阴雨雾雪天气，也就是最冷的时段，阳光也最差，常规系统无法保证供暖效果，必须配备其他辅助能源，确保在阳光不足时，补充热能的不足，保持室内恒定温度。
二、工程实际案例分析河北省新能源办公室主管的“河北省清洁能源集成示范项目-----临西县常园村太阳能光伏+空气源热泵或地源热泵采暖项目”。
模式一：太阳能光伏发电+空气源热泵采暖系统建立一座2kW太阳能光伏分布式电站，以全部上网计量模式向国家电网售电，全年发电所得的收入用来冬季空气源热泵采暖之用。
按每户采暖面积100㎡设计， 选一组5P空气源热泵机组，冷暖两用；用户均按150平米做外墙保温，按取暖面积100平米安装末端风机系统。
模式二：太阳能光伏发电+地源热泵采暖系统模式该模式设计每户采暖面积100㎡，由2kW光伏发电站、1台3P冷暖型地热源热泵、地源井（Φ15cm×100m×3孔）、3台风机盘管采暖终端、膨胀罐、循环泵、管道及管件组成。
项目概况项目建设规模73户，总投资334.52万元，其中省级补贴300万元，农户自筹34.52万元。
模式一太阳能光伏发电+空气源热泵采暖系统建设63户，每户投资4.44万元，包括太阳能光伏电站投资1.43万元，空气源热泵及风机末端采暖系统2.11万元，外墙保温0.9万元；模式二太阳能光伏发电+地源热泵采暖系统建设10户，每户投资5.48万元，括太阳能光伏电站投资1.43万元，地源热泵及风机末端采暖系统3.15万元，外墙保温0.9万元。
向着高质量发展迈进——太阳能+清洁采暖方案及典型案例剖析
专家专栏E xpert Column 一、引言太阳能既是一次能源，又是可再生能源。
它资源丰富，可免费使用，无需运输，对环境无任何污染。
年到达地球表面太阳辐射能相当130万亿吨煤，是迄今可开发的最大能源。
我国太阳能资源。
我国属太阳能资源丰富的国家，2/3以上地区年日照时数大于2000小时，绝大部分地区都具有开发利用价值。
太阳能热利用是将太阳辐射能转化为热能并加以利用的方式，具有转换效率高，应用领域宽、成本低，适合分布式供能等特点。
应用现状。
截至2017年底，我国太阳能热利用集热面积保有量达到4.78亿平方米，年节标煤能力达到7167万吨。
应用规模继续保持世界第一，部分产品应用水平与国际先进还有差距。
正处在转变发展方式，转换增长动力的攻关期。
太阳能供热。
包括民用热水、民用供热制冷、工农业热力，是社会绿色发展和人民美好生活的需要，是列入国家和地方发展规划的重点领域。
民用供热制冷、工农业热力也是行业发展的新增长点。
发展态势。
近几年来随着新发展理念贯彻，民生拉动，政府推动，企业实践，全行业呈现太阳能+供暖案例迅速增多，技术逐步进步，百姓和政府认可的态势，正向着高质量发展迈进。
二、供热研究成果2016年7月，有关部门又完成了中国政府/世界银行/全球环境基金中国可再生能源规模化发展项目《可再生能源供热发展研究总报告》，这是继十三五规划之后，关于可再生能源供热的一个重要成果。
其中有：供热占比：我国供热统计工作是短板，目前没有社会供热的终端统计数据。
国际上，2015年供热占全球终端能源消费的一半。
供热分布：欧洲供热和制冷占终端能源消费的一半，其主要分布在民用、工业、第三产业等三大部门，其中，民用部门占48%，工业部门占32%，服务部门占20%。
预测我国：“到2020年民用热水年热力需求量为22440万吨标煤，工业热水及热力需求27369万吨标煤，民用供暖制冷154447万吨标煤，总计204256万吨标煤”。
以上研究成果说明，中国到2020年，民用供暖制冷市场容量十分巨大，占热力终端能源消费的76%。
219474095_太阳能户用供暖技术在乡村振兴中的应用及效果分析
0 引言我国北方大部分地区冬季比较寒冷，建筑供暖耗能较大，冬季供暖要消耗大量的石化能源，并产生雾霾，影响空气质量。
北方农村大量使用气代煤的方式进行清洁能源替代，目前也存在一些问题，例如吕连宏[1]等分析了一旦天然气出现问题时会影响农户生活，易导致用户返煤。
罗宏等[2]分析了农户在高成本清洁取暖下对补贴具有依赖性，需要提高可再生能源比例。
同时北方地区太阳能辐射资源较丰富，适合推广太阳能供暖，太阳能户用供暖技术是通过给现有的户用供暖系统进行补热，从而达到节能减排的目的。
薛道荣[3]提出使用太阳能光热替代石化能源是实现双碳目标的重要手段之一。
郭锦伟[4]等分析了太阳能供暖舒适性的影响因素。
太阳能供暖技术既能满足建筑的清洁能源供暖与生活热水需求，又能减轻用户经济负担，提高农村冬季清洁供暖的经济性。
本文结合河北省邢台市某户用气代煤供暖增加太阳能改造案例，分析了太阳能户用供暖技术在气代煤改造系统中的技术原理、系统配置、核心技术与节能效果，对解决气代煤户用供暖运行费用高与无气可用等问题具有一定的参考意义。
1 太阳能+气代煤户用供暖技术原理太阳能户用供暖技术是将现有气代煤供暖系统进行改造，增加太阳能采暖机、板式换热器与云控器，通过板式换热器将太阳能采暖机、云控器与原有气代煤供暖系统相结合。
太阳能采暖机设置在屋面上，具有集热与储能功能，板式换热器、燃气采暖炉、散热器与云控器设置在室内，太阳能供暖机与板式换热器之间设置有太阳能循环泵，板式换热器分别连接太阳能管路与燃气采暖炉供暖管路，系统原理如图1所示。
作者简介：薛道荣（1971-），男，博士研究生，高级工程师，研究方向：太阳能； 施得权（1987-），男，研究方向：太阳能；张晶（1986-），女，研究方向：物联网大数据。
太阳能户用供暖技术在乡村振兴中的应用及效果分析薛道荣，施得权，张晶（北京道荣新兴能源有限公司，北京 102208）摘 要：为解决北方农村地区冬季供暖天然气气源不足、燃气价格高、现有气代煤用户供暖经济负担大、部分地区出现返煤现象等问题，本文以河北省邢台市某气代煤户用供暖增加太阳能改造项目案例，分析了太阳能户用供暖技术在气代煤二次改造中的应用原理及运行效果，提出采用物联网云平台控制技术解决太阳能与燃气采暖炉耦合切换问题，可使系统平稳节能运行的观点，得出气代煤用户增加太阳能改造后可大幅降低用户燃气消耗量，经济效果显著的观点，为助力乡村振兴，优化农村分散式供暖能源结构提供参考。
农村地区“太阳能+空气源热泵”采暖系统案例分析
太阳能+Solar energy +摘要：本文以保定农村地区“太阳能+空气源热泵”采暖系统示范点为案例，介绍一种将太阳能技术和空气能技术有机结合在一起、利用空气源热泵与之联合运行、辅助供暖的采暖技术实施方案。
系统分析了其设计方案、技术参数、经济效益、技术优势等特点，为北方农村推广“太阳能+空气源热泵”采暖提供了参考。
关键词：农村；太阳能；空气源热泵；采暖1 前言目前，我国北方地区清洁采暖比例较低，特别是部分农村地区冬季大量使用散烧煤采暖，污染物排放量大，已成为我国北方地区冬季雾霾的重要原因之一。
《北方地区冬季清洁采暖规划（2017-2021年）》明确提出：“农村地区应优先利用地热、生物质、太阳能等多种清洁能源供暖，有条件的发展天然气或电供暖，适当利用集中供暖延伸覆盖。
2019年，清洁采暖率达到20%以上；2021年，清洁采暖率达到40%以上”[1]。
在诸多采暖方式中，太阳能采暖技术是最为绿色、清洁的采暖方式。
太阳能采暖系统是指以太阳能作为供暖系统的热源，利用太阳能集热器将太阳能辐射能转换成热能，供给建筑物冬季供暖和全年其他用热的系统。
在我国北方农村地区大力推广太阳能采暖系统成为优选。
但是太阳能受昼夜、季节、纬度和海拔高度等自然条件限制和阴雨天气等随机因素影响较大，而且太阳能热流密度低，因此若要实现较高的采暖保证率，所需太阳能集热面积及储热容量均较大。
结合农村居住建筑的实际需求和经济条件，从控制成本、便于推广的角度来看，太阳能与其他可再生能源相结合，是降低采暖系统生命周期费用的有效途径。
[2-4]本文以保定某地“太阳能+空气源热泵”采暖系统试点为案例，对其系统设计、运行效益、技术特点等进行了研究分析。
2 项目概况河北省印发了《河北省农村地区太阳能取暖试点实施方案》，并确定石家庄市、阜平县要先行试点示范。
“太阳能+空气源热泵”采暖系统试点位于河北省保定市阜平县某农村居民住宅。
阜平县气候为大陆性季风气候，暖温带半湿润地区，冬季寒冷、干燥、少雪，年均气温为12.6℃。
北方农村户用太阳能空气集热采暖系统实验分析
北方农村户用太阳能空气集热采暖系统实验分析随着世界能源和环境问题的日益凸显，太阳能空气集热采暖系统成为了研究和应用的热点。
在北方农村，采暖季节长、温度低，传统采暖方式能源消耗大、污染严重，因此太阳能空气集热采暖系统成为了一种可行的解决方案。
本文将从实验分析的角度出发，探讨北方农村户用太阳能空气集热采暖系统的优点、不足以及发展前景。
一、系统构成及原理太阳能空气集热采暖系统主要由太阳能集热器、空气热交换器、暖气片及控制系统组成。
具体原理如下：1.太阳能集热器：利用太阳能对太阳能集热器内介质的照射和吸收，将太阳能中的热能转化为介质的内能，使介质发生相应的温度上升。
2.空气热交换器：空气通过空气热交换器与太阳能集热器内的介质进行热交换，从而使空气得到提高温度的效果，达到采暖的目的。
3.暖气片：将热能输送到室内。
4.控制系统：根据环境温度等参数控制系统工作状态，确保系统的稳定运行。
二、实验分析为了验证太阳能空气集热采暖系统的实用性，笔者在一户北方农村进行了实验。
实验结果显示，太阳能空气集热采暖系统相较于传统采暖方式有以下优点：1.节能减排：传统采暖方式大量消耗煤等传统能源，对环境造成严重污染。
而太阳能空气集热采暖系统只需利用太阳能即可完成采暖，实现了节能减排。
2.成本低廉：采用太阳能空气集热采暖系统的建设成本较低，无需购买燃料，减少了后期运营成本。
3.良好的维护性：太阳能空气集热采暖系统无火焰和烟尘排放，无需进行热管清洗和防护。
同时，系统构造简单，维护方便。
但同时也存在着以下不足：1.系统效率不高：传统采暖方式在效率上，太阳能空气集热采暖系统相对较低。
虽然系统需要时刻对外界温度进行感应，但在阴雨天气或强风天气中，系统效率会下降，需要进行额外的补充能源。
2.局限性较大：太阳能空气集热采暖系统在效率上很大程度取决于气候条件。
在北方春秋季节、冬季朝晚及阴雨天气等气候条件下，系统效果受到影响，不太适用。
三、发展前景通过实验可以发现，太阳能空气集热采暖系统的使用效果比较稳定，在阳光充足的情况下可以最大限度地利用太阳能。
北方农村户用太阳能空气集热采暖系统实验分析
太阳能+Solar energy +摘要：为了研究太阳能空气集热采暖系统在北方农村地区的运行特点，文章以石家庄某农户所用的太阳能空气集热采暖系统为对象，对该系统在不同天气条件下的运行效果进行实验分析。
分析结果表明：白天，不同天气条件下房间温度可以保持在18～22℃；夜间，房间温度可以保持在15～18℃。
研究结果可为太阳能空气集热采暖系统在北方农村地区的推广提供参考。
0 前言目前，我国北方农村地区冬季主要燃用煤、木材、秸秆等进行取暖，导致大气污染物排放量较大。
因此，迫切需要在北方农村地区推广清洁取暖技术。
太阳能采暖系统将收集到的太阳辐射能转化为热能并用于取暖，是一种清洁能源取暖方式。
目前，常用的太阳能采暖系统为太阳能热水系统，该系统的循环工质为水[2]-[4]。
这使得太阳能热水系统的抗冻性能较差，并存在管路结垢、锈蚀，以及真空管破损后导致水资源损失等问题。
基于此，国内外学者对太阳能空气集热采暖系统进行研究，提高了该系统中太阳能空气集热器的换热性能[5]~[8]。
太阳能空气集热采暖系统的循环工质为空气，该系统具有不防冻、无结垢、不腐蚀，以及当少量工质泄漏时不影响自身的运行性能等优点[9]-[10]。
本文以太阳能空气集热采暖系统为研究对象，根据实验数据对该系统的运行效果进行研究分析。
1 实验设计1.1 实验条件石家庄市处于北纬38°43′，东经114°55′，属暖温带半湿润季风大陆性气候，全年平均气温为14.9℃，平均风速为1.4m/s，平均日辐照量为4900MJ/㎡，平均日照时数为2500h，属于太阳能资源二类区域。
石家庄市冬季采暖期为120天（11月15日至次年3月15日）。
本文的太阳能空气集热采暖系统位于石家庄市平山县某农村建筑上，该建筑取暖面积为100㎡，采用太阳能空气集热采暖系统和电加热辅助采暖系统进行供暖。
室内采暖设计温度范围为18～22℃。
1.2 实验系统太阳能空气集热采暖系统的结构示意图见图1。
北方农村户用太阳能空气集热采暖系统实验分析
可 再 生 能 源
Ｒｅｎｅｗａｂｌｅ Ｅｎｅｒｇｙ Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ
ＶｏＩ．３６ Ｎｏ．６ Ｊｕｎ． ２０１８
北方农村户 用太 阳能空气 集热采 暖 系统 实验分析
孙振 锋 王建辉 ２ 邵 正 日
（１．河 北 省 新 能 源技 术推 广站 ，河 北 石 家 庄 ０５００２ １；２．河 北 省 科 学 院 能源 研 究 所 ，河 北 石 家 庄 ０５００８ １； ３．辽 宁 省 能 源 研 究 所 有 限 公 司 ，辽 宁 营 口 １１５００３）
较 大 。因此 ，迫切 需 要 在北 方 农 村 地 区 推广 清 洁 １００ ｍ ．采 用 太 阳能 空 气 集热 采 暖 系统 和 电加 热
取 暖技 术 。太 阳能采 暖 系统将 收集 到 的太 阳辐 射 辅 助 采 暖 系统 进 行 供 暖 。室 内 采 暖 设 计 温 度 为
能转 化 为热 能 并 用 于取 暖 ，是 一 种 利 用清 洁 能 源 １８～２２℃ 。
同时 开 启 主风 机 和 引风 机 ，主 风 机将 太 阳能 空 气
集 热器 中的热空 气沿 着风 道 和出风 口输 送 到采 暖 房 间 ，同时 引风 机 将房 间 内的 冷 空气 通 过 回风 口 和 风道 输 送 到太 阳能 空气 集 热 器 内进 行 加 热 ．如 此循 环 ，房 间温度 会逐 渐 升高 ，直至 达到 室 内采 暖 设 计 温 度 。 当太 阳能 空 气 集 热 器 出 口温 度 低 于 ３５℃时 ，关 闭主 风机 和 引 风机 ，在 此 条件 下 ，若 房 间 温度 低 于 １５ ｃＩ二，则 同 时开 启 主 风 机 、引风 机 和
０ 前 言
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42 《供热制冷》2019 年 06 月
光充足天气，采用太阳集热器收集太阳能供热，按太
案例现场采暖围护结构、面积及 K 值详见每
阳能系统保证率 60% 以上，（阳光较少的天气，也有
户采暖计算书，通用参数如表 1。
相应的集热效能。）阳光热能不足情况下，采用甲醇 采暖炉供热；甲醇燃料燃烧辅助供能 40%，对用户进
4.1 案例一：太阳能 + 醇能散热器末端安装 用户住宅建筑面积 100m2，外墙未做保温。室
行系统供暖，非采暖季节满足用户生活热水需求。
内原采用燃煤炉取暖，末端采用老式铸铁暖气片
系统特点： （1）太阳能系统循环：集热器出口温度 T1
（图 1）。依据采暖围护结构、面积及 K 值计算书 计 算 负 荷 值 为 45W/m2：45W/m2×100=4.5kW。 配 置
关键词：太阳能 , 醇能 , 采暖 , 系统互补
0 引言 在国内经济从规模扩张转向高质量发展的大 背景下，环境治理的问题日显重要。多年来，政府 为改善空气质量，保障人民生活环境，进行全民治 理雾霾的蓝天保卫战，大力开发清洁能源于生产、 生活的热水、采暖中应用。 当前的清洁取暖方式已多元化，市政的节能 减排供暖；城镇的“煤改电”、“煤改气”、热泵 系统；农村的“煤改电”、热泵、生物质等环保组 合采暖实施，实现了对燃煤锅炉等常规能源的替代， 在减少大气污染和降低能源消耗中效果明显。
设计热负荷值是室内散热末端和供暖热源设计的 依据。因醇能采暖炉制热量可以控制调整，使得设计 醇能采暖炉对建筑不同时段热负荷有较多的机动。
4.2 案例二：太阳能 + 醇能地暖末端安装 用户两层楼房及门面房 200m2，外墙未做保温。
原室内采用小型电锅炉供暖，末端采用地暖（图 2），
3 太阳能 + 甲醇燃料多能互补供暖 现有市场太阳能与辅助能源匹配：太阳能 + 热泵、太阳能 + 电辅助、太阳能 + 生物质、 太阳能 + 醇能等多种互补方式，针对不同地区 及不同情况，要综合考虑各项因素，根据当地 热源进行最佳互补匹配，这即要求选择辅助热 源时，规避不足短板来进行合理整合。本文以 太阳能十醇能采暖进行案例分解。 太阳能 + 甲醇燃料炉采暖系统方案设计为：阳
1 太阳能供暖系统 太阳能行业经过多年的发展，并不断创新，在建 筑能耗日益严峻的今天，将成熟的集热模式成为民用 供能热源，是未来能源结构发展的优选方向之一。 太阳能作为一种清洁、环保的可再生能源， 通过集热器将清洁、无污染的太阳能加以吸收，将 太阳能所得的热量通过传热工质传递，供给建筑物 冬季采暖系统，有极大的节能应用价值。但太阳能 采暖热量不平衡是太阳能采暖系统发展中重要的技 术瓶颈，冬季采暖集热的热量远远低于其他季节的 产能效果；为了达到冬季每天的采暖热源，集热安 装面积需求与其他季节相比形成很大的平衡矛盾。
达设定值时，太阳能循环泵工作；出口温度 T1 与
QKCNL-KQS001 醇能采暖炉一台。
热水箱温度 T2 下降差到设定限时，控制器指令循
环泵停止。系统不断循环提高储水箱中热水温度；
（2）太阳能 + 醇能采暖系统采用全自动电脑
控制，循环流程运行稳定。随着太阳能储热水箱的
传导温度不断升高，系统优先利用太阳能提供采暖
采暖季节满足采暖需求的前提下，尽量少使用辅助 能源，进一步节省降低运行费用。
图1 系统采用太阳能集热器 + 醇基采暖炉采暖及
4 采暖案例 本文以张家口市万全区上营村农户太阳能 + 醇能互补农户供暖项目案例，按照“因地制宜，多 能互补”的思路，针对农村地区分户供暖项目，探 索太阳能 + 甲醇燃料分户供热的应用效能。 该地民居类型大多为墙体未保温建筑。外墙： 370mm 砖墙，内墙：240mm 砖墙，层高：2.8m 左右， 窗户多为双层玻璃窗，设计室内温度为 18℃。
厨房炉灶组合设计使用，太阳能集热器考虑到其他 季节的平衡，安装真空管太阳能集热器按 15 ㎡设 计。太阳能集热器采用防冻排空方式安装于屋面， 管路系统保证极寒气温下防冻，配置 0.8 吨热水箱。 系统循环热能储存于保温水箱中。
太阳能系统与醇基燃料炉结合，进行室内末 端加热，冬季供热采暖，醇基燃料炉全年做饭。春、 夏、秋季节太阳能系统提供洗浴热水。
太阳能 + Solar energy +
太阳能 + 醇能互补 采暖系统冀北农户应用案例分析
江苏光普太阳能工业有限公司 / 陶岩 北京索阳科技有限公司 / 韩培学
摘要：太阳能作为一种清洁、环保的可再生 能源，通过集热器将清洁、无污染的太阳能量吸收， 与甲醇采暖炉进行互补，对用户进行采暖系统供热， 非采暖季节满足用户生活热水需求；在国家政策的 扶持下，多能互补系统将有着广泛的应用前景。
另外，太阳能采暖利用的短板是受季节、昼 夜及阴雨天等这些自然因素的影响，存在较大的不 稳定性。要保证冬季室内采暖温度，太阳能即需与 其他辅助能源进行资源集成组合。
2 醇基燃料炉供暖系统 醇基燃料采暖即为炉具燃烧醇基燃料的采暖 系统。醇基燃料以醇类物质为主体配置的化学能， 和核能、太阳能、风力能、水力能一样，是一种比 天然气还要清洁的环保洁净能源燃料。醇基采暖炉 燃烧燃料不含硫、多环芳烃等排放物，燃烧排放指 标大大低于天然气、煤、柴油、生物质等燃料的排 放量。适用于民用醇基采暖炉供暖的甲醇燃料的热 值为：5000 ～ 5500 热值（kcal/kg），燃料来源广泛。 采用醇能供暖系统与传统的供暖方式相比， 供暖过程热水循环流动供热，系统干净卫生、环保 无污染、价格低廉。采暖炉全智能多重保护，超温、 超压自动停炉，资源利用效率高。 由于醇基采暖炉供暖在技术上简单易行，燃料 采用储罐防爆阻隔安全保护，综合开发利用醇基燃 料采暖供暖系统，具有极高的环境优势和经济效益。
热量，通过采暖循环管路对末端供热；
（3）系统互换供热：太阳能系统热能不足情
况下，根据信号设定自动切换，醇基采暖炉自动启
暖炉停止工作；当室温降低设定限值时，
供热系统重复启动；
（4）太阳能系统与醇能辅助结合，优化设计，
采用功能切换，可作采暖炉具也可以进行做饭。在