世紀(jì)新能源網(wǎng)消息：由甘肅省建材科研設(shè)計院、中國科學(xué)院電工研究所、清華大學(xué)建筑節(jié)能研究中心聯(lián)合研制設(shè)計的國內(nèi)首座光熱-光伏-儲熱聯(lián)合運(yùn)行的太陽能供暖示范建筑在甘肅永登省建材院中試基地建成。

該太陽能供暖示范建筑主要由以下幾個單元組成：（1）既有建筑節(jié)能改造系統(tǒng)；（2）集熱面積100m2的熱管式真空管集熱系統(tǒng)；（3）22kW屋頂光伏發(fā)電系統(tǒng)；（4）9m3的混凝土儲熱系統(tǒng)和3m3的儲熱水箱。

該建筑原為單層磚混結(jié)構(gòu)，保溫隔熱性能差，建筑能耗高。因此對原建筑物的屋面、墻面、地面、門窗等進(jìn)行了系統(tǒng)的節(jié)能改造，采用了多項建筑節(jié)能新技術(shù)，改造后的該建筑達(dá)到國家建筑節(jié)能65%標(biāo)準(zhǔn)的要求。

集熱器選用山東力諾光熱集團(tuán)生產(chǎn)的熱管式真空管，防凍性能好，集熱效率高，集熱面積100平方米，太陽能供暖建筑面積314平方米。

該建筑屋面設(shè)置22kW光伏發(fā)電系統(tǒng)（并網(wǎng)），用于基地生產(chǎn)、照明以及儲熱供暖系統(tǒng)補(bǔ)熱。

儲熱混凝土利用熱容大、熱穩(wěn)定性較好的原料和一些工業(yè)廢棄物作為主要集料，選用新型高效復(fù)合減水劑改善混凝土工作性能并提高其密實度和強(qiáng)度，摻入部分廢金屬絲等高導(dǎo)熱率材料，提高了混凝土的導(dǎo)熱系數(shù)，進(jìn)而提高儲熱系統(tǒng)的充熱、放熱速率。儲熱混凝土容重達(dá)到3100kg/m3，導(dǎo)熱系數(shù)可達(dá)到2.65W/(m·K)，熱容1.2kJ/(kg.℃)。

該套系統(tǒng)以9立方米特種混凝土為儲熱介質(zhì)，同時使用3噸循環(huán)水箱，末端采用蘭州隴星集團(tuán)生產(chǎn)的高效散熱器，經(jīng)過近四個月的試運(yùn)行，可滿足建筑的供暖需求，儲熱系統(tǒng)可提供16小時連續(xù)供暖。

該示范建筑的運(yùn)行表明，太陽能供暖技術(shù)是發(fā)展綠色低碳建筑的的可行技術(shù)之一，可為治理大氣污染、發(fā)展節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)做出重要貢獻(xiàn)。目前該系統(tǒng)需進(jìn)一步降低成本并進(jìn)行工程優(yōu)化，以利大面積推廣應(yīng)用。

太陽能供暖的前提條件是建筑物自身必須是節(jié)能的，也就是說建筑物的圍護(hù)結(jié)構(gòu)要具有良好的保溫隔熱性能。儲熱是太陽能供暖建筑的核心問題之一，為了使太陽能這樣一種非連續(xù)能源為建筑物提供穩(wěn)定熱源，必須在系統(tǒng)中設(shè)置儲熱單元，以便在夜晚或日照不好的情況下連續(xù)為建筑物提供熱量。（甘肅省建材科研設(shè)計院供稿）

圖3 太陽能供暖建筑實景圖

圖4  混凝土儲熱系統(tǒng) 

 圖5   儲熱水箱