“太阳光热、空气源热泵与地板辐射优化集成供暖系统”通过新产品鉴定

本刊记者 ■ 鹏飞

太阳能间歇性的特点决定了太阳能采暖可节约常规能源，但并不能完全替代常规能源。如何最大限度地利用太阳能，最大限度降低常规能源消耗，同时保障良好的采暖效果，以及采暖季与非采暖季供热的合理平衡，是科技工作者一直探寻的课题。

继2014年3月7日，清华阳光两项太阳能采暖新产品通过技术鉴定后，3月25日，清华大学建筑学院、北京华业阳光新能源有限公司、北京清华索兰环能技术研究所研制的“太阳光热、空气源热泵与地板辐射优化集成供暖系统”再次通过新产品鉴定。鉴定委员会认为，该技术达到国际先进水平。

图1 鉴定会现场

鉴定委员会认为：该系统优化集成了被动太阳房技术、太阳能热水技术、空气源热泵技术、低温地板辐射供暖技术，采用太阳能优先利用的控制方式，充分利用可再生能源，实现了北方寒冷地区供暖的需要；采用的被动太阳能供暖措施，有效地减少了常规供暖系统的供热量；采用的全玻璃热管真空太阳集热管并高倾角安装，提高了系统的安全和防冻性能，避免夏季过热；该系统的空气源热泵能效比高，和低温地板辐射供暖运行工况相匹配，有力地保证了供暖效果。

该实验系统位于北京市昌平马池口清华阳光二楼南向毗邻的两间宿舍，面积为52 m2。该宿舍楼为南北向3层板楼，2层以上有南阳台，阳台外上为单层玻璃窗、下为混凝土板，阳台地板下为室外。该房建于2003年，估计节能指标为50%。

我国知名热泵专家、北京清华索兰环能技术研究所李元哲教授做了技术报告，殷志强教授对与该系统相关的太阳能集热部分做了补充说明。李元哲表示，此房间主要采取以下几种措施，实现冬季采暖：

1)被动式太阳能供暖系统作为供暖的第一热源。原有封闭阳台，原有南窗面积7.5 m2，遮挡系数0.7，通过阳台窗下护板加装保温板、南窗上加装夜间保温帘、阳台楼板上面加装预制薄型辐射地板等措施，对其尽可能改造成“阳光间”。尽管并非标准阳光间，但被动太阳能得到一定程度的利用。

2)主动式太阳能集热器及蓄热水箱——横置真空管太阳能集热器，是供暖的第二热源。它由横置真空集热管，竖直的蓄热水箱构成，整体倾角60°。采用两种真空管集热器系统：一个为全玻璃热管式真空管集热器，集热面积3.48 m2，配备200 L方形水箱；另一个为普通全玻璃真空管集热器，集热面积3.52 m2，配备200 L圆形水箱。

3)空气源热泵热水机组是本系统的第三热源。两间房共用一台分体式1.5 HP机组。

4)采暖末端加装薄型预制低温热水辐射采暖地板，在原有陶瓷砖地面上覆盖7.0 cm厚水泥砂浆及陶瓷面砖。

按照室内温度18 ℃、室外温度-9 ℃，参考北京密云地区，计算出设计两间毗邻房间的供暖负荷为2 750 W，该系统的设计工况热负荷为52.88 W/m2。

2014年1月20日～2月3日共15天的实测平均室温为20.1 ℃，实测平均外温为0.404 ℃。该时段在凌晨平均室外气温-1.15 ℃下，空气源热泵COP约为3.42，耗电量为134.8 kWh。由于测试时段平均外气温接近北京地区冬季供暖 4个月的平均温，故可以此结果推论冬季供暖耗电量。全冬季耗电为2.59×2×4=20.72 kWh/m2，如民用电价以0.5元/kWh算，则冬季取暖费为10.36 元/m2。以所示范建筑冬季原有采暖耗热量和新系统耗电比，电能效比为5.2；与用电采暖比，其节能率大于80.71%。 该采暖系统示范证明，在室温高于20 ℃的条件下，适当配置的主被动太阳能装置的贡献率接近50%，另外50%由空气源热泵承担，节电可达70%。

清华阳光技术总监周小雯向笔者表示，定制的控制系统基于“即时优先，廉价优先”的原则，实现了多热源运行错时互补，保证太阳能集热器和空气源热泵适时启动，节约能源；另外，该系统的数据监测和运行可通过手机客户端实现远程监控，一目了然，非常方便。

图2 殷志强教授(左）与李元哲教授(中）在实验装置前交流

据了解，100 m2的采暖面积配备这套系统的投资约3万元。在政府支持补贴的情况下，如果能得到批量推广，用户会有较好的经济效益，而在环境保护方面则会产生较大的社会效益。

清华阳光在新一届领导团队的带领下，加快了技术创新、品牌整合以及纵横联合的步伐。

3月2日，山东青岛“清华阳光－亚都旗舰店”盛大开业，标志着亚都和清华阳光完成了从销售模式到销售渠道的正式融合。

3月19日，中国房地产500强开发企业测评及首选供应商品牌测评大会在北京国贸隆重举行，象征建材部品行业的奥斯卡奖项——《2014中国房地产开发企业500强首选供应商品牌测评报告》在会上正式发布，报告汇聚了19个不同行业的10强品牌。凭借过硬的产品质量、行业技术领先地位、工程市场的美誉度，尤其是与建筑完美结合的太阳能系统设计以及在太阳能主动采暖技术领域的突破性进展和创新性运用，清华阳光众望所归，获评太阳能系统类“2014年中国房地产开发企业500强首选供应商品牌”，喜登500强首选供应商品牌榜单。

此次新产品鉴定则是清华阳光携手清华大学建筑学院和北京清华索兰环能技术研究所向太阳能采暖技术纵向延伸。

清华出人杰，阳光亦灿烂。清华阳光值得我们期待。