北京地区太阳能采暖调研报告

北京地区新农村建设太阳能采暖调研报告
2013年1月
北京地区新农村建设太阳能采暖情况介绍
一、太阳能采暖应用情况
1.背景
2.党的十八大提出了2020年我国将建成小康社会, 北京亦提出将建成国际性
都市。

北京市新农村建设更是重中之重。

而新农村建设能源问题是必须解决的一个难题。

在解决这一难题的众多能源中, 太阳能与燃气结合对彻底解决农村用能问题更具优势。

3.北京新农村建设太阳能采暖应用介绍
在北京地区, 太阳能采暖的应用主要集中在新农村建设领域, 作为社会主义新农村建设的一部分, 太阳能采暖技术在北京郊区已有近50万平米建筑的应用。

从建设的区域分布来讲, 主要分布在北京周边的郊区县, 平谷区、门头沟区、房山区、密云县、昌平区等区县。

其中平谷区的应用份额最大, 平谷区拥有将军关村、玻璃台村、挂甲峪村、南宅村、太平庄村、井峪村、张家台村、大东沟村、大庙峪村、东四道岭村、向阳村等10余个村镇的整村建设及1000余户的太阳能新民居示范户, 建设面积达35万余平米, 占到北京市农村住宅应用数量的90%以上, 目前正在施工的还有、西长峪村、核桃洼村、老泉口村等整村改造。

其他建设地点, 如门头沟区的樱桃沟村、岭角村, 密云县的北山下村、房山龙门台村等, 也进行了一定规模的农村住宅太阳能采暖建设与示范。

4.北京目前安装的部分新农村建设太阳能采暖工程名录
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二、太阳能采暖技术状况
目前北京地区的太阳能采暖应用以户用住宅小型太阳能采暖系统为主, 应用太阳能采暖系统的建筑主体为节能型住宅, 其建设的方式主要为两种: 新建建筑: 一种方式为新建节能抗震型的建筑建设太阳能采暖系统, 与建筑同步设计、同步施工、同步验收, 北京地区目前以这种建设方式为主。

典型的如平谷区新农村太阳能采暖建设, 全部采用此种模式；
1.既有建筑: 另一种方式为在既有建筑推广节能抗震改造的同时进行太阳能
采暖系统的改造与加装, 此种方式的建设难度较大, 因此实施的数量不多, 典型的如门头沟区的岭角村等。

2.从北京地区建设的太阳能采暖技术统计看, 目前太阳能采暖技术以太阳能主
动式热水采暖系统为主, 建设方式全部为独立户用式系统。

对于太阳能区域性供热工程、主被动的空气供热系统还基本没有实践应用。

3.太阳能采暖系统型式
（1）太平庄村太阳能采暖系统
（2）将军关村太阳能采暖系统
（3）太阳能采暖系统简单说明
目前, 在北京地区的太阳能采暖系统基本上为以上两种系统, 太平庄村太阳能采暖系统应用最广泛, 占到北京地区太阳能采暖系统的80%以上, 投资相对较低, 效果较好。

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（典型的如太平庄太阳能采暖系统）, 也有与国外技术相类似的防冻液——水间接循环系统技术（将军关太阳能采暖系统）。

4.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。

5.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。

6.太阳能集热器选型
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。

7.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。

8.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。

9.辅助能源选择
太阳能采暖系统的辅助热源从技术上讲可采用任何一种常规热源, 以弥补
太阳能不稳定的缺陷。

目前普遍采用较多的是生物质、电等清洁能源。

三、辅助能源目前一般按系统进行统一设置, 即一套系统设置一套辅助设备,
这种方案对采用生物质等形式较为适合。

对于采用电加热辅助的系统, 由于其运行成本较高, 部分专业技术人员提出每户按不同区域设置“单体空调”
的辅助方案, 此方案具有辅助加热启动速度较快的特点, 因此对于用热需求间隙性大的用户更为适宜。

四、从建筑节能的角度考虑, 辅助热源的设置除了保证技术上的合理性外,
更重要的是应满足建筑节能的要求。

《公共建筑节能设计标准》中对采用电热锅炉做出了限制性规定, 太阳能热水采暖系统是以节能为目标的, 因此, 更应该严格限制采用电热锅炉作为辅助热源。

五、太阳能采暖系统运行状况
1.运行效果
太阳能采暖效果, 除与太阳能集热器配比面积有关外, 还受建筑物建设地点、建筑材料、房屋结构、建筑朝向、居住人口、生活方式等多种主客观因素影响。

即便是同一建筑物, 在不同季节其运行效果也不尽相同。

目前太阳能采暖系统安装的比例范围（太阳能集热面积/建筑面积）基本在1: 6-1: 8, 整个采暖
季太阳能采暖的平均保证率在30-40%。

2.以平谷区太平庄村为例, 该村一期工程共计69户新民居示范工程, 每户建
筑面积111㎡, 墙体材料采用金阳砌块, 太阳能集热器与房屋建筑面积比为
1: 7.7, 每户安装“九阳”平板太阳能集热器14.4㎡。

通过测试表明, 北京地区在气温不是很低的采暖季初期和末期, 在不使用辅助能源只启动太阳能集热系统的情况下, 房间温度可达到16℃以上。

在冬季最冷的三个月里, 不启动辅助设施的条件下, 太阳能采暖房间的平均温度为10-12度, 与非采暖房间的温差在10度左右。

由辅助加热系统提供少量的能源对太阳能采暖系统进行补充, 就可以达到较好的取暖效果。

3.另外, 通过我们长时间的售后服务用户调查, 采暖效果的满意与否, 与用
户的期望值有很大的关系, 比如同样房子, 同样采暖效果, 绝大多数用户反应使用情况较好, 也有少部分用户反应使用效果较差。

4.太阳能采暖的社会效益分析
1)太阳能采暖系统虽然初期投资较大, 但在国家能源结构调整、环境保护、改
善农村生活条件及带动农村经济发展等方面具有较高的社会效益。

2)太阳能采暖系统作为一项新能源利用技术, 符合国家资源节约与环境保护
的基本国策, 有利于国家整体能源结构的调整。

3)在新农村的建设中, 太阳能采暖作为新民居建设的一项基本内容, 对于改
善广大农民居住生活条件、提高农民对新能源的利用意识等方面能起到积极作用。

以平谷区为例, 在太阳能采暖示范村建成后, 彻底改变了当地居民的生活条件, 带动了旅游业等相关产业发展, 吸引了外来消费群体, 增加了当地农民的收入。

六、寒冷地区新农村建设中较难的问题是如何利用清洁、廉价、可再生的能
源为建筑供暖、供生活热水。

太阳能采暖系统在北京地区的成功应用, 为我国三北和其他寒冷地区新农村建设提供了一项节约资源、保护环境、改善生
活的重要支撑技术。

从地域上讲, 太阳能热水采暖系统更适合在我国中部地区的推广应用。

七、从长远看, 随着常规能源价格的不断上涨及污染治理成本的大幅度上升,
太阳能采暖系统的社会及经济效益会更加明显。

八、鼓励政策
《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m2, 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。

九、2012年3月1日, 北京市颁布了强制安装太阳能政策《北京市太阳能热
水系统城镇建筑应用管理办法》, 办法规定自3月1日起, 本市新建建筑, 将强制安装太阳能热水系统。

其中规定, 新建、改建工程的建设单位、设计单位应当按照国家标准和北京市地方标准的要求进行太阳能热水系统的设计。

太阳能热水系统建筑应用的经济技术指标和设计安装要求纳入本市地方标准, 重要指标和要求作为强制性条款。

对擅自取消太阳能热水系统的建设项目, 责令限期整改。

十、目前, 对于新型节能抗震建筑的建设, 北京市的补贴标准为2万元/户；
在此基础上进行太阳能采暖设备加装, 北京市并没有统一的补助要求及标准。

作为新农村建设太阳能采暖项目实施较好的平谷区, 区政府及各级乡镇政府根据条件不同, 对于实施太阳能采暖的太阳能采暖的住户给予3-5万不同程度的补贴。

十一、问题
1.冬夏热量平衡问题
2.根据对太阳能采暖项目的统计, 目前安装的太阳能系统其集热器与建筑面
积的配比范围在1:6-1:8, 此种配比条件下太阳能的冬季供暖的保证率相对较低, 与此形成鲜明对比的是, 夏季太阳能系统的生活热水产热量较大, 即建筑物的冬夏用热负荷与太阳能冬夏产热负荷存在着巨大的反向差异性。

因此, “非采暖季能源利用率低”成为制约太阳能采暖技术推广的一大技术瓶颈。

3.工程设计缺乏标准及规范
4.由于国家标准尚未出台, 目前已建太阳能热水采暖系统在集热器的面积设
计、安装倾角、辅助能源的配备等方面无统一标准, 对系统的投资、使用效果及能源利用率等造成了一定的负面影响。

初投资较大, 回收期长
按目前的太阳能配比及保证率的设计条件下, 单一形式的太阳能采暖工程
增量投资在250-400元/建筑平米（根据建筑面积的不同而异）, 相对于用户讲, 初期投资费用高于其他常规供暖设施, 与后期可节约费用相比并不够理想。

加强建筑节能措施, 有效降低供暖负荷
5.影响太阳能保证率及集热器面积的最直接因素是建筑物的供暖负荷。

设置太
阳能采暖的建筑物, 必须满足节能设计标准的规定。

有效的改善建筑围护结构的保温措施, 是提高系统的太阳能保证率、降低集热器面积进而降低投资、减少占地的最有效方法。

6.目前安装系统问题处理
1)在目前实施的太阳能采暖系统项目中, 部分项目的建设还存在着一定的技
术质量及管理问题, 在系统的设计、工程的建设、产品的选用等环节并未完全形成良好的管控体系, 造成太阳能采暖的应用没有达到理想的效果, 甚至出现部分项目设备损坏, 系统无法运行等情况。

2)集热器选择
3)在建成的太阳能采暖系统中, 除了平板太阳能集热器外, 还有部分工程项
目采用了真空管及热管类型的太阳能集热器。

根据相关调查报告显示, 真空管类的太阳能集热器无法达到与建筑相结合, 且使用过程中出现炸管破损、夏季过热等难以解决等问题, 给后期的使用及维护造成了较大的麻烦。

4)既有建筑的节能改造标准
5)既有建筑太阳能采暖改造实施过程中, 对于建筑物的节能改造没有统一的
标准要求, 造成改造后实际节能效果不佳, 建筑物耗热量过大, 影响了太阳能系统的使用。

6)控制及系统的设计
7)由于未能进行很好的设计评估, 造成各个太阳能厂商的系统方案不一, 部
分系统设计存在诸多的不合理问题, 如水箱及设备安装在室外, 系统散热损失大；生活热水与采暖水合一, 不符合生活热水水质要求；系统采用电伴
热带进行防冻, 电伴热带故障造成设备冻损, 无法使用。

诸如此类的系统设计不合理问题, 造成太阳能采暖系统运行能耗高, 太阳能贡献率低, 甚至造成系统瘫痪, 影响了太阳能采暖的后期使用。

8)配套服务
7.农民对太阳能采暖系统认识较少, 太阳能采暖项目存在竣工后培训不足,
部分农民无法对设备进行良好的管理与使用, 部分厂家的配套服务不能及时到位, 且缺乏维护服务, 使得采暖系统没有发挥其最大的效率。

8.鼓励、支持等政策的制订
1)太阳能采暖系统具有较高社会效益, 对于农村经济的发展起着极大的促
进作用, 但存在着投资相对较高、回收期较长的缺点, 单纯靠市场推广存在着相当的难度。

目前太阳能采暖虽然已有一定的市场, 但绝大部分均为新农村建设工程, 属政府试点推广补助项目；若无政府补助情况下, 市场推广将很难进行。

因此, 根据目前的建设情况, 提出如下建议:
2)积极建设太阳能供热采暖综合系统试点工程, 研究太阳能系统全年综合利
用技术, 如跨季节蓄热供暖技术等, 提高太阳能供热采暖在建筑节能中的作用和地位；
十二、针对终端用户、生产厂商制订更加完善、合理的鼓励、支持政策, 以促进太阳能采暖行业及市场的良性发展。

十三、选择有代表性的农村, 如旅游区或待开发的旅游区域等作为推广示范的试点, 建设太阳能采暖与生物质能等多种可再生能源综合利用工程, 以探索北京地区新农村建设中合理的能源建设模式, 为农村能源结构建设积累经验。

十四、建设前景
十八大报告提出要全面建成小康社会, 并详细描绘了未来5到10年全面建成小康社会的目标和任务针对2020年全面建成小康社会的宏伟目标。

具体到农村来讲, 小康社会至少应包括以下经济、政治、文化及可持续发展能力（环境、资源）等方面内容。

在农村全面建成小康社会的进程中, 采暖、炊事等能源需求的增长量是极大的, 太阳能采暖成为解决农村能源问题、调整农村能源结构的重要技术措施之一。

目前, 北京市的农村居民总计约110万户, 目前建设太阳能采暖项目的数量很少（约1万户）, 要实施完成2020年前农村住宅抗震节能工作, 后期的工作量还是极大的, 按目前的农户数量统计, 每年需至少完成10万户的改造。

在今年的几年内, 农村抗震节能工作可采取既有建筑改造、新建等不同方式分批次推进, 同时配套太阳能采暖与燃气供应系统的建设。

按节能抗震改造补贴2万元/户、太阳能采暖设备补贴3万元/户计, 每年需政府投入的节能改造资金约60亿元, 8年总计投资约500亿元就可以全面实现北京市农村住宅的整体节能抗震及能源设备的改造工作。

农村住宅太阳能采暖工作的实施, 将极大的改善农村住宅的居住条件, 同时达到解决农村用能, 调整能源结构的目的。

与此同时, 随着太阳能采暖的工作推进, 在居住条件的改善同时, 将极大的拉动农村的旅游及相关产业链经济、改善农村的文化面貌, 对于2020年全面建成小康社会, 起到极大的推动作用。