3.3 太阳能供热采暖系统

3.3.1 本条规定了构成太阳能供热采暖系统的分系统和关键设备。其中，太阳能集热系统由太阳能集热器、循环管路、泵或风机等动力设备和相关附件组成；蓄热系统主要包括贮热水箱、蓄热水池、地埋管土壤蓄热系统、相变蓄热或卵石蓄热堆等蓄热装置和管路、附件；末端供热釆暖系统主要包括热媒配送管网、散热器、风机盘管等设备和附件；其他能源辅助加热或换热设备是指使用电、燃气等常规能源的锅炉和换热器等设备。
3.3.2 按不同的工作温度，太阳能热利用可划分为：低温、中温和高温利用。我国太阳能热利用技术领域达成的共识是：工作温度低于100℃为低温利用，工作温度100℃～250℃为中温利用。依据目前常规供热采暖的实际应用状况，系统工作温度大多低于100℃，故太阳能供热釆暖属低温利用；但如是全年利用的太阳能供热釆暖空调系统，则可属于中温利用。
    通常情况下的太阳能供热采暖系统，釆用非聚光型太阳能集热器即可；但在投资条件较好、兼有夏季空调制冷功能时，也可釆用属中温利用的聚光型太阳能集热器；太阳能热电联产系统则需要采用高温聚光型太阳能集热器。
    虽然在太阳能供热采暖系统中可以使用的太阳能集热器种类很多，但按集热器的工作介质划分，均可归到空气和液体工质两大类中，这两大类集热器在太阳能供热采暖系统中所使用的末端采暖系统类型、蓄热方式和主要设计参数等有较大差别，适用的场合也有所不同，在进行太阳能供热采暖系统选型时，需要根据使用要求和具体条件选用适宜类型的太阳能集热器。当然，工作介质相同的太阳能集热器，其材质、结构、构造和规格、尺寸等参数不同时，其性能参数也会有所不同，但不同点只是在参数的量值上有差别，不会影响供热釆暖系统的选型，因此，按选用的太阳能集热器工质种类划分系统类型时，可归为空气和液体两大类型。
    太阳能集热系统的换热运行方式和系统安装使用地点的气候、水质等条件和系统的初投资等经济因素密切相关。由于太阳能供热采暖系统的功能是兼有釆暖和热水，所以液体集热器通常釆用的换热运行方式是间接式太阳能集热系统；但我国是发展中国家，为降低系统造价，在气候相对温暖和软水质的地区，系统规模较小时，也可以釆用直接式太阳能集热系统。而釆用空气集热器的系统则大多为直接式系统。
    太阳能供热釆暖系统需要安装的太阳能集热器面积数量较大，特别是大、中型区域太阳能供暖热力站；我国人口稠密，在通常情况下，建筑物可能会没有足够的外围护结构面积可用于安装集热器；因此，在有条件地区（即拥有较大面积空闲土地的地区），将太阳能集热器直接安装在地面上是最好的解决办法，不需考虑与建筑的一体化结合，施工难度也较小。直接安装在地面上的太阳能集热系统又可称为太阳能集热场。
    太阳能的不稳定性决定了太阳能供热釆暖系统须设置相应的蓄热装置，具有一定的蓄热能力，从而保证系统稳定运行，并提高系统节能效益；虽然目前国内基本上是应用短期蓄热系统，但国外已有大量的季节蓄热太阳能供热采暖系统工程实践和十多年的工程应用经验，技术成熟，太阳能可替代的常规能源量更大，可以作为我们的借鉴；因此，将短期蓄热和季节蓄热两种太阳能供热釆暖系统都包括在本标准中。
    应根据系统的投资规模和工程应用地区的太阳辐照资源和气候特点选择蓄热系统，一般来说，气候干燥、阴、雨、雪天较少和冬季气温较高地区可用短期蓄热系统，选择蓄热周期较短的蓄热设备；而冬季寒冷、夏季凉爽、不需设空调系统的地区，更适宜选择季节蓄热太阳能供热采暖系统，以利于系统全年的综合利用。
    户式太阳能供热釆暖系统的釆暖用户是单栋建筑或建筑中的单个住户，系统规模较小，供热管网系为该栋建筑或住户单独设置；区域太阳能供热采暖系统的采暖用户则是多栋建筑或整个住宅小区等，系统规模较大，由设置的集中供热管网为该区域内的全部建筑供暖。
3.3.3 太阳能是间歇性能源，在系统中设置其他能源辅助加热或换热设备，其目的是既要保证太阳能供热采暖系统稳定可靠运行，又要降低系统的规模和投资，否则将造成过大的集热、蓄热设备设施和过高的初投资，在经济性上是不合理的。
    辅助热源应根据当地条件，选择城市热网、电、燃气、燃油、工业余热或生物质燃料等。加热或换热设备选择各类锅炉、换热器和热泵等，做到因地制宜、经济适用。对选用辅助热源的种类没有限制，但应和当地使用的实际能源种类相匹配，特别是要与设置太阳能供热采暖系统建筑物用于其他用途的常规能源类型和设备相匹配或一致。应特别重视城市中工业余热的利用，以及乡镇、农村中的生物质燃料应用。
3.3.4 在国家现行标准《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》GB 50736、《公共建筑节能设计标准》GB 50189和《严寒和寒冷地区居住建筑节能设计标准》JGJ 26中，均对釆暖热源的适用条件和使用的常规能源种类作出了规定，除了保证技术上的合理性之外，另一重要原因是为满足建筑节能的要求。例如，国家标准《公共建筑节能设计标准》GB 50189-2015中的第4.2.2条强制性条文：“除符合下列条件之一外，不得采用电直接加热设备作为供暖热源：（5种条件略）”，对采用电热锅炉等设备作出了限制规定；太阳能供热釆暖系统是以节能为目标，更应该严格遵守。
    此外，太阳能供热采暖系统中使用的其他能源加热或换热设备和常规釆暖系统中的热源设备没有区别，为满足建筑节能的要求，相关标准中对采暖系统的热源性能——例如锅炉额定热效率等作出了规定。为提高整体效益，太阳能供热釆暖系统在选择其他能源加热或换热设备时，同样需遵守。
3.3.5 我国已全面推进供暖热计量和供暖收费改革，太阳能供热釆暖作为一项节能新技术进入采暖市场，更应认真执行国家的政策要求；此外，只有通过对系统性能的监测分析，才能筛选出有良好节能效益的优质工程，奖优罚劣，促进太阳能热利用技术的健康发展。所以，要求太阳能供热釆暖工程在系统中设计安装用于监测系统能量——包括太阳能集热系统得热量、系统供热量、辅助热源供热量、系统水泵、风机耗电量等的计量装置。
3.3.6 太阳能热电联产系统本身的投资较大，如果输热距离过长，将使热网投资进一步增加，降低供热的经济性，如果远离热用户，压降和温降过大，又会降低供热质量，因此，本条规定太阳能热电联产系统应尽量靠近负荷中心，同时对供热半径提出了要求。
3.3.7 本条规定了太阳能热电联产系统换热机房的设置。换热机房应设供热量、燃料消耗量、补水量、耗电量的计量表具，有条件时，循环水泵电量宜单独计量。应根据太阳能热电联产系统的平均工作温度进行换热器的选型，防止换热器选型过大。
3.3.8 本条规定了太阳能热电联产供热采暖系统适用的供热介质参数。虽然太阳能热发电的工作温度很高，但目前我国已进行过约200℃高温水热力网的试验工作，技术上是可行的，故本标准将热水热力网供热介质参数的适用范围定为：温度不高于200℃，工作压力不高于2.5MPa（200℃热水对应的饱和蒸汽压力约为1.56MPa）。而城镇蒸汽热力网的供热介质参数，目前我国一般为压力不高于1.3MPa，温度不高于300℃，可以满足一般工业用户的要求。