太阳能供暖，如何解决储热的难题？

太阳能供暖胡永睦

前天 17:15·逐梦自然负责人 优质家居领域创作者

太阳能供暖的难点在于储热。因为太阳白天有，夜间没有，晴天有，阴天没有，所以必须考虑储热！储热的方式很有室内储热和室外储热。室内储热有供暖末端储热和水箱(水炕)储热，室外储热有水箱储热、土壤储热和高温熔盐储热等。

在供暖末端中，湿铺地暖的储热性能最好，一所保温性能良好的房屋，合格的湿铺地暖能保证停暖后24小时室温下降不超过1℃，有人将这一现象归功于房屋的保温性能，其实不然，这是由于湿铺地暖的回填层储存了大量的热量，停暖后这些热量仍在不断地向室内散发。100平方米的房子，地暖铺装面积约为80平方米(农村)，地暖回填层以5cm计算，则其储热能力相应于一个2.5吨的超级保温水箱。假设室温为20℃，回填层温度为44℃的，则理论上此回填层可向室内提供70kwh的热量(100平方米保温良好的建筑，24小时热负荷不超过72kwh)。而一个2.5吨的水箱在水温为44℃时，即便不考虑热损失，供暖末端依旧为地暖，也只能向室内提供26.25kwh的热量(水箱降温至35℃)，即便通过技术手段(非水源热泵)，该水箱也仅能向室内提供40.83kwh的热量(水箱降温至30℃)。

圆形保温水箱

由上可见，地暖具有良好的储热散热能力，室内储热亦是最好的储热方式。然现实中有很多房子安装的不是地暖，也没有办法改成地暖或改装成本太大，室内亦没有地方安放大水箱(水炕)，怎么办呢？这种情况下，一般考虑室外水箱储热。因为相对于其它储热方式，水箱储热成本较低且储热效果较好。

一般意义上说的太阳能“光热+”，都是指太阳能短期储热供暖系统，何为短期，即储热能力3天以下，具体看当地冬季太阳能资源。太阳能“光热+”有个临界点，即太阳能保证率70%，低于这个值，则有可能取暖费用会高过其它采暖方式，比如空气能，高于这个值，则有可能投资费用会成倍增加，得不偿失。

方形保温水箱

太阳能光热还有个特点，即流经集热器中的液体温度越低，其集热效率越高，这就决定了储热水箱中的液体温度不能太高，一般为60℃以下。此时，当供暖末端为暖气片时，可用温差仅为10℃，当供暖末端为风机盘管时，可用温差仅为19℃，当供暖末端为地暖时，可用温差仅为25℃。1吨水温度降低1℃，可释放约1.16kwh电的热量。所以，当供暖末端为暖气片时，所需的水箱容积就非常大，因为水箱至少要能储存可供建筑16小时耗热量的有效热量。否则，很难把太阳能保证率做到70%以上。

只有保证在有太阳的日子里，全天24小时的供暖都依靠太阳能提供热量，太阳能供暖才有可能做成功，否则一切都是空谈！因为在很多地方，供暖季的阴、雨、雪、霾天气合计数都在整个供暖季天数1/3以上，阴、两、雪、霾天气不是没有太阳辐射量，只是这个量微乎其微，聊胜于无。因此，在这些地方，集热器面积和水箱容积都要同步增大。业界常做的有太阳时用太阳，没太阳时用电补的方式，其太阳能保证率往往不足20%。

保温水箱制造

只要有温差，水箱就会散热或吸热，无论你的保温层采用何种材质，做的多厚，只是保温层做好了确实能降低水箱的散热或吸热量。水箱保温不能一味地依靠增加保温层厚度来解决，而是应研究水箱不同面的散热特点，针对性的提出改进方案，从而达到在不增加制造成本或少增加制造成本的条件下，造出保温性能更好的保温水箱。陕西一零零后小伙在这方面就做的比较好，5吨水箱，在北方寒冷的冬季，日降温不超过1℃。我详细研究了这个水箱的做法，发现他在传导、对流、辐射三个方向都做了不同程度的改进，我想，或许这就是它节能的原因。

另外，当我们没有条件把水箱安放到室内时，可考虑地埋，若无地方可埋，必须要放置到室外时，应考虑尽量放至避风处。