北京地区太阳能采暖工程现状调研报告1. 太阳能采暖发展概况1.1 太阳能采暖系统的原理太阳能采暖系统（solar heating system）是指将太阳能转换成热能，供给建筑物冬季采暖和全年其他用热的系统，系统主要由太阳能集热系统、蓄热系统、末端供热采暖系统、自动控制系统和其它能源辅助加热/换热设备集合构成。

太阳能采暖系统按集热器类型可分为空气集热器与液体工质集热器太阳能采暖系统；按集热系统运行方式可分为直接式与间接式太阳能采暖系统；按采暖系统蓄热能力可分为短期蓄热与季节蓄热太阳能采暖系统。

随着我国各类建筑节能设计标准的陆续发布，太阳能采暖系统已经被逐渐示范应用。

1.2 国内外太阳能采暖工程的发展现状1.2.1国外应用现状欧洲、北美对太阳能供热（热水、采暖）系统“solar heating”的工程应用已有几十年历史，过去主要用于单体建筑——“太阳能建筑”和“零能建筑”内的小型系统，但近十余年来，包括区域供热在内的大型太阳能供热采暖综合系统“solar combisystems”的工程应用有较快发展。

北欧、中欧等主要国家如瑞典、奥地利、丹麦、挪威等国家其综合系统的应用比例已约占全部安装量的50%。

从2000年开始，德国BMBF（联邦教育科技部）和BMWi（联邦经济技术部）实施了太阳能区域供热政府项目——“solarthermie-2000-Part 3:Solar assisted district heating”:至2003年已建成12个太阳能区域供热示范工程，8座季节蓄热小区热力站和4座短期蓄热小区热力站。

国际能源机构IEA在“太阳能供热制冷”计划中组织完成的“任务26——太阳能供热综合系统”，编制出版了《太阳能住宅供热综合系统设计手册》——《Solar Heating Systems for Houses, A Design Handbook For Solar Combisystems》:手册中汇总了19个典型系统、15个工程示例，成为太阳能供热采暖综合利用系统设计的权威工具书。

1.2.2国内应用现状近年来，随着我国建筑物供热能耗不断下降及太阳能热利用产品性能日益提高，太阳能供热采暖越来越受到人们的重视，相继建成了一些太阳能采暖示范项目，如：北京平谷新农村建设项目的新农村住宅、河北省唐山迁安市太阳能农村住宅、拉萨火车站等。

但目前已建成试点绝大部分为单体建筑太阳能供热采暖工程，太阳能区域供热采暖（小区热力站）工程还没有应用实践。

我国的太阳能供热采暖工程应用仍处于起步阶段。

在标准和规范方面，国家标准GB50364《民用建筑太阳能热水系统应用技术规范》已于2006年1月实施；列入2006年工程建筑标准规范制定、修订计划的国家标准《太阳能供热采暖工程技术规范》目前已完成“送审稿”。

2. 北京地区太阳能采暖工程应用现状2.1 北京地区太阳能采暖条件日照条件北京地区属太阳能资源较富区，年日照时数达到2 600～3 000小时，年累计太阳能辐照量达到5400～6700兆焦/平方米，为北京地区利用太阳能利用提供了有利的自然条件。

建筑条件北京地区现有建筑面积5.2亿平方米，其中住宅建筑3.6亿平方米，非住宅公共建筑1.6亿平方米。

目前，我国建筑能耗已约占社会终端能耗的1/3，而其中采暖及空调能耗达到建筑能耗的2/3。

2004年，北京市煤炭消费总量占44.1%，优质能源比重约为54.4%，北京能源结构构成有待优化。

早期建筑没有建筑节能设计标准，能耗较高，在建和即将建设的公用建筑规模也很大，要实现我国建筑节能目标，可再生能源的利用有很大的发展空间，而且任重道远。

政策条件《中华人民共和国可再生能源法》第十七条明确规定：国家鼓励单位和个人安装和使用太阳能热水系统、太阳能供热采暖和制冷系统、太阳能光伏发电系统等太阳能利用系统。

从2006年1月1日起，房地产开发企业应当在建筑物的设计和施工中为太阳能利用提供必备条件。

对已建成的建筑物，住户可以在不影响其质量与安全的前提下安装符合技术规范和产品标准的太阳能利用系统，另有约定的除外。

这是我国太阳能采暖推广应用的法律基础。

《北京市“十一五”时期能源发展及节能规划》提出，鼓励太阳能的利用，推广太阳房建设和太阳能热水器的使用，到2010年，实现可再生能源供热面积4000万平方米，约占全市总供热面积的6%。

这是北京地区大力发展太阳能采暖的政策支撑。

《民用建筑太阳能热水系统技术应用规范》和《太阳能供热采暖工程技术规范》是北京推广太阳能采暖的技术依据。

产业条件北京的太阳能产业已有近30年的发展历史，产业基础较好。

目前拥有光热、光电领域从事研发、生产、经营和服务的企事业单位200多家，许多在京企业拥有较先进和成熟的太阳能热利用技术。

2.2 主要太阳能采暖工程数据统计根据本次调研的数据（截至2008年04月份），对北京地区太阳能采暖的工程按建筑物的不同性质进行了分类统计。

其中公共建筑12项，分户民宅21项，各统计数据如表1、表2。

2.3 调研情况分析根据本次调研取得的数据，统计分析如下：2.3.1北京地区截至2008年4月底累计开工建设太阳能采暖工程的建筑物建筑面积为约16.75万平方米，全部为单体建筑小型太阳能采暖系统，在已建的工程中，办公类建筑1.93万方米，占11.52%，民宅类建筑约14.82万平方米，占88.48%。

2.3.2从建设的区域分布来讲，太阳能采暖工程主要分布在北京周边的郊区县，其中，平谷区由于新民居太阳能采暖工程项目进展较早，因此所占比例最大。

图1：北京各区县太阳能采暖工程建设集热面积统计2.3.3从建设的性质来讲，太阳能采暖建设工程大部分为新农村的民居建设，公建使用的面积较小，且多为示范性建设工程。

2.3.4从本次调研统计数据看，在北京地区进行太阳能采暖工程项目建设及试验的单位共有十一家，分别为北京九阳实业公司（以下简称“九阳”）、北京天鸣阳光太阳能科技有限公司（以下简称“天鸣”）、北京市太阳能研究所有限公司（以下简称“北太所”）、北京索阳科技有限公司（以下简称“索阳”）、昆明新元阳光科技有限公司（以下简称“新元”）、北京正元太阳能安装有限公司（以下简称“正元”）、北京天普太阳能工业有限公司（以下简称“天普”）、中国建筑科学研究院空调所（以下简称“建科院”）、北京清华阳光公司（以下简称“清华”）、北京建筑研究院（以下简称“北京建筑院”）、北京华光太阳能过滤设备厂（以下简称“华光”）。

图2是各单位在北京地区太阳能采暖项目安装数量统计。

其中“九阳”承建的工程项目数量为最多，其建设的建筑物面积占总面积的54.29%，集热器安装量占总量的50.25%。

图2：不同厂商太阳能采暖工程建设面积2.3.5在已建设的太阳能采暖工程中，有别于目前国内太阳能热水系统中真空管集热器占多数的状况，太阳能采暖工程中目前使用的太阳能集热器类型主要为平板型太阳能集热器，在本次调查的33个项目中，有24个项目采用平板太阳能集热器，6个项目采用真空管集热器（全玻璃或U型管），3个项目为热管真空管集热器，从安装的集热器面积计算，平板集热器的数量约占到目前安装总量的68.23%。

图3：太阳能采暖工程各类集热器应用状况2.3.6从太阳能采暖系统使用的辅助类型来讲，鉴于目前太阳能采暖多应用于新农村的建设项目中，即便是公建建筑也多位于郊区县，因此，辅助能源的应用类型多为生物质燃料炉或电加热辅助。

从本次调查的数据分析来看，北京地区的太阳能采暖技术目前的应用范围主要集中在新农村新民居的建设项目上。

作为社会主义新农村建设的一部分，太阳能采暖技术在广大郊区得到了广泛应用，特别是在新民居建设推广较好的平谷地区。

3．技术现状分析太阳能采暖技作为一项新技术，在国内的应用处于起步阶段。

经过几年的工程示范应用，一批骨干太阳能企业进行了大量的技术研发，目前在集热器产品、系统设计等方面已有相对稳定的技术，针对于太阳能供热采暖工程的技术规范也已编写完成。

3.1 技术概况从国内各厂家建设的太阳能采暖技术统计看，目前太阳能热水采暖技术以单体建筑太阳能采暖为主，绝大部分为短期蓄热的形式。

太阳能区域供热采暖、跨季节蓄热供暖技术目前已列入“十一五”国家科技支撑计划项目中，中国建筑科学研究院科技园太阳能热水采暖和季节蓄热系统工程已基本完成示范项目建设。

3.2系统设计运行原理：太阳能采暖系统中，集热器运行设计全部采用温差循环方式。

其中绝大部分均采用直接循环、排空防冻的技术（典型的如“九阳”公司的太阳能采暖技术），也有与国外技术相类似的防冻液——水间接循环系统技术（如“新元”公司平谷区将军关村太阳能采暖项目）。

目前国内设计的太阳能系统中，储水箱的设计方案有两种：单水箱太阳能采暖系统及双水箱太阳能采暖系统；单水箱太阳能采暖系统是指在太阳能采暖热水系统中，采暖与热水功能水箱共用一台，采用夹套换热等形式实现功能的区分；双水箱太阳能采暖系统指采暖与热水水箱独立设置，通过系统的阀门切换实现供热功能的转换。

由于单水箱方案较之双水箱方案具有投资低、占用空间小、使用方便等特点，因此，北京地区工程应用中除早期实施工程（平谷区将军关村、玻璃台村）采用双水箱设计方案外，后期实施的工程全部采用了单水箱的太阳能系统设计方案。

3.3系统设备的技术现状3.3.1集热器作为太阳能热利用的一个组成部分，太阳能采暖系统采用的集热器类型主要三种：平板型太阳能集热器、全玻璃真空管太阳能集热器、热管真空管太阳能集热器。

平板集热器结构简单，抗压、抗外力冲击、抗冷热冲击能力强，故障率低，使用寿命长等优点，且易达到与建筑的结合。

真空管及热管集热器则存在着故障率相对较高，使用寿命短，与建筑结合性能不佳等问题。

由于太阳能采暖工程大部分为与建筑相结合的形式，因而对产品的与建筑结合、故障率、使用寿命等性能要求较高，相比于全玻璃真空管及热管真空管太阳能集热器，平板太阳能集热器在这一方面的性能更加优越。

在集热器的热性能方面，尽管平板集热器的保温性能劣于真空管集热器，但由于其有效采光面积要远大于真空管集器，因此，在产水温度与环境温度差值较小的情况下，其热效率要高于真空管集热器。

实验数据表明，在北京地区环境温度0℃时，平板集热器的效率高出真空管集热器约15%。

同时，针对太阳能采暖工程中“非季能源过剩”问题，真空管集热器易发生爆管、真空度降低等问题，而平板集热器则能较容易地解决这一问题。

因此，目前北京地区太阳能采暖工程中，除少部分工程中使用了真空管或热管太阳能集热器外，绝大部分均采用了平板型集热器。

3.3.2储水箱目前，太阳能采暖系统中储水箱的结构形式不尽相同。

单水箱太阳能采暖系统中，水箱为夹套形式，将采暖与热水进行功能区分。

典型的设计方式如“九阳”的双层套筒式水箱。