太阳能采暖在张家口地区的应用

太阳能采暖在张家口地区的应用
摘要：以张家口地区的一栋6层住宅建筑为例，结合该地区的太阳能资源，对太阳能采暖的适用性进行了分析。

结果表明，采用太阳能采暖与传统锅炉采暖相比每年可节约燃料费用40%以上，约8年可收回固定投资，具有良好的经济效益和环境效益，是一条适合张家口地区采暖的有效途径。

关键词：太阳能；节能；低温地板采暖；经济性分析
能源与环境是当今社会面临的两个重要课题。

在2009年哥本哈根联合国气候变化领导人大会上，中国政府承诺“到2020年单位GDP二氧化碳排放量比2005年下降40%～45%”。

当前，我国正处于城镇化快速发展阶段，城镇住宅的大量建设将会消耗各类资源，建设和使用过程中排放出大量的二氧化碳。

有关数据显示，世界上大约50%的住宅开发在中国，而我国建筑能耗占全社会总能耗的30%以上，其中采暖能耗占全国建筑总能耗的40%，为建筑能源消耗的最大组成部分，也是浪费最为严重和节能潜力最大的部分，因此，采暖节能对于降低我国的二氧化碳排放量有着重要的意义[1，2]。

太阳能是取之不尽、用之不竭、清洁环保的可再生能源。

太阳能的利用已经是各国科技工作者研究的热点，其中太阳能热利用技术最成熟应用也最为广泛。

我国大部分采暖地区均分布在长日照区域内，具有利用太阳能的良好地理条件，推广太阳能采暖具有广阔的发展前景。

以河北省张家口地区的一栋6层住宅建筑为例，结合该地区的太阳能资源，对太阳能低温地热采暖的可行性和经济性进行了分析，旨在为该地区利用太阳能采暖提供参考。

1 张家口地区冬季采暖特征
1.1 张家口地区的地理与气候特征
张家口地区地处华北平原和内蒙高原的过渡带，属于太阳能较丰富区，地域年日照时间2 800～3 100 h，坝上地区（张北、康保、尚义、沽源四县）的太阳能更为丰富，采用太阳能采暖具有广阔的应用前景[3]。

1.2 张家口地区住宅采暖特点
张家口地区各县镇现有建筑多为平房，体形系数0.8左右，窗墙比较大，而且外墙、门窗等围护结构的保温性能差，建筑的采暖负荷很高。

而太阳能总量虽然很大，但密度较低，受建筑集热面积和造价的影响，集热量往往无法达到很高的值，只有降低建筑采暖负荷才能保证太阳能采暖的有效性。

因此太阳能采暖系统在这种高能耗住宅中应用的经济效益并不明显，p
3 太阳能低温地板辐射系统的效益分析
3.1 太阳能低温地板辐射系统的经济性计算
3.2 燃煤锅炉系统经济性计算
1）系统初投资。

锅炉及其辅助设备价格50 000元，地板采暖管及敷设费用40 656元，其他设备费用3 000元，总计93 656元。

3.3 项目回收年限计算
太阳能低温地板辐射采暖系统与燃煤锅炉采暖系统各项参数对比如表3。

静态投资回收期Pt=太阳能系统初期投资增量/年节省运行费用。

太阳能采暖系统初期投资增加成本129 891元，每年节约的运行成本16 199.35元，则系统的静态回收期Pt=8.02年[8，9]。

3.4 环境效益分析
张家口地区住宅建筑冬季采暖多为燃煤供暖。

煤炭燃烧时会产生CO2、SO2、NO2及烟尘等大量污染物。

每年进入采暖期，我国空气呈现典型的煤烟型污染特征，SO2浓度从非采暖期的30～40 μg/m3猛增至标准规定的3.5倍，而且采暖期总悬浮颗粒物2/3来源于烟尘，1/3来源于地面扬尘，燃煤严重污染环境，由此可见，太阳能采暖对环境保护的贡献非常大，环境效益相当可观。

4 小结
对张家口地区的太阳能采暖系统进行了分析，研究表明在张家口地区推广太阳能低温地板辐射采暖完全可行。

虽然系统初期投资费用较高，但约8年便可收回投资，并且与传统的采暖方式相比具有良好的经济效益和环境效益。

目前，张家口地区太阳能利用仅局限于热水器的使用，太阳能采暖尚未在建筑中应用。

在张家口地区推广太阳能采暖面临的困难很多，如太阳能采暖的高成本和长回收期使开发商不愿意将其纳入建筑设计中；居民对建筑能耗、生态环保等一般知识的了解不足，不能正确认识到太阳能采暖的经济效益和社会效益等。

这就需要政策法规部门、建筑主管部门、太阳能厂商、房地产开发商、建筑设计单位的共同努力，只有社会各界多层面参与和合作，才能使太阳能采暖得到有效推广，为张家口地区的经济、环保、可持续发展发挥积极作用。

参考文献：
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[2] 郑瑞澄.中国太阳能供热采暖技术的现状与发展[J].中国勘察设计，2010（7）：68-71.
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[4] 杨善勤.民用建筑节能设计手册[M].北京：中国建筑工业出版社，1997.
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[7] 齐政新，李岩.太阳能低温地板辐射采暖系统的探讨[J].煤气与热力，2003，23（5）：312-315.
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