一、技術(shù)名稱

太陽能熱泵分布式采暖系統(tǒng)技術(shù)。

二、技術(shù)類別

減碳技術(shù)。

三、所屬領(lǐng)域及適用范圍

建筑行業(yè)供暖系統(tǒng)。

四、該技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀及產(chǎn)業(yè)化情況

據(jù)統(tǒng)計，全國供熱采暖耗能全年約為1.3億tce，是建筑能源消耗較高的領(lǐng)域。太陽能熱泵分布式中央采暖系統(tǒng)技術(shù)把常規(guī)的供熱系統(tǒng)與太陽能利用相結(jié)合，具有較好的節(jié)能減排效果。目前已在全國實施10余個太陽能采暖項目，分布在山西、河北、內(nèi)蒙古、天津、湖北、山東等省市，累計采暖面積達(dá)30萬m2，替代傳統(tǒng)集中供暖比例不到1%，具有較大的市場推廣潛力。

五、技術(shù)內(nèi)容

1.技術(shù)原理

采用太陽能集熱器把太陽能轉(zhuǎn)化成熱能并傳遞給導(dǎo)熱介質(zhì)，通過導(dǎo)熱介質(zhì)的循環(huán)將熱量輸送到吸收式空氣源熱泵機(jī)組，作為驅(qū)動力使機(jī)組運(yùn)轉(zhuǎn)，產(chǎn)生供暖及生活所需熱水。當(dāng)太陽能可以滿足系統(tǒng)正常運(yùn)行但無富余時，通過熱水循環(huán)泵將熱水輸送至末端，循環(huán)運(yùn)行，滿足房間供暖及生活熱水需求；太陽能有富余時，導(dǎo)熱介質(zhì)進(jìn)入蓄熱器進(jìn)行儲熱。在晚上或陽光不足時，可使用蓄熱器釋放的熱量來驅(qū)動機(jī)組工作，滿足供暖需求。當(dāng)連續(xù)陰雨天氣，太陽能集熱器系統(tǒng)不能滿足要求時，由熱力補(bǔ)償裝置提供熱能驅(qū)動熱泵機(jī)組，以達(dá)到正常供暖需求。

2.關(guān)鍵技術(shù)

（1）太陽能中高溫集熱技術(shù)。通過采用高精度數(shù)控設(shè)備，保證了集熱器的聚光精度和機(jī)架穩(wěn)定；開發(fā)了自動控制軟件，實現(xiàn)了集熱器實時跟蹤太陽運(yùn)行；

（2）相變蓄能技術(shù)。采用220℃相變?nèi)廴邴}，相變焓≥290kJ/kg，其傳熱特性和流體力學(xué)特性達(dá)到最優(yōu)，也保證了蓄能器合適的體積；

（3）吸收式空氣源熱泵技術(shù)。優(yōu)化了吸收器的結(jié)構(gòu)，提高了吸收式空氣源熱泵的換熱效率。

3.工藝流程

太陽能熱泵分布式采暖系統(tǒng)技術(shù)流程見圖1。

六、主要技術(shù)指標(biāo)

（1）吸收式空氣源熱泵機(jī)組COP系數(shù)為2.2；

（2）中高溫集熱器采用單軸跟蹤，跟蹤精度≤0.1°，光熱轉(zhuǎn)化效率≥65%，工作介質(zhì)溫度最高可達(dá)280℃；

（3）中高溫蓄能器采用相變蓄能，相變溫度點180℃，相變焓≥290 kJ/kg；

（4）無太陽能工作時系統(tǒng)COP為2.2，全太陽能工作時系統(tǒng)COP為 16。

七、技術(shù)鑒定情況

該技術(shù)于2010年獲得國家能源科技進(jìn)步獎，2010年通過了山東省科技廳科技成果鑒定。目前已獲得19項太陽能熱泵系統(tǒng)相關(guān)領(lǐng)域的實用新型專利。

八、典型用戶及投資效益

典型用戶：薊縣水務(wù)局、山西武警總隊等。

典型案例1：薊縣水務(wù)局采暖工程

圖1 太陽能熱泵分布式采暖系統(tǒng)技術(shù)流程圖

建設(shè)規(guī)模：5400 m2辦公樓采暖。項目建設(shè)條件：針對新建或改造樓體，工程承載滿足集熱器的承載（≥80 kg/m2）。主要建設(shè)內(nèi)容：薊縣水務(wù)局第四自來水廠辦公樓及附樓（建筑面積5400 m2），太陽能熱泵分布式采暖項目的安裝調(diào)試。主要設(shè)備為太陽能中高溫集熱器、中高溫蓄能器、吸收式空氣源熱泵機(jī)組等。項目投資額162萬元，建設(shè)期5個月。年減排CO2量252t，年經(jīng)濟(jì)效益為13.5萬元，投資回收期約6年。CO2減排成本為500～700 元/t。

典型案例2：山西武警總隊采暖工程

建設(shè)規(guī)模：3800 m2辦公樓和職工食堂采暖工程。項目建設(shè)條件：針對新建或改造樓體，工程承載滿足集熱器的承載（≥80 kg/m2）。主要建設(shè)內(nèi)容：山西武警總隊辦公樓附樓，太陽能熱泵分布式中央采暖項目的安裝調(diào)試。主要設(shè)備為太陽能中高溫集熱器、中高溫蓄能器、吸收式空氣源熱泵機(jī)組等。項目投資額114萬元，建設(shè)期5個月。年減排CO2量178t，年經(jīng)濟(jì)效益為9.5萬元，投資回收期約7年。CO2減排成本為500～700元/t。

九、推廣前景和減排潛力

除我國北方大多數(shù)城鎮(zhèn)外，南方部分有條件的城市也將逐步實現(xiàn)冬季供暖，而采用新能源的分布式供暖系統(tǒng)將有力地緩解我國建筑能耗增長過快的勢頭。同時，可改善因供暖引起的環(huán)境問題。預(yù)計未來五年，該技術(shù)在全國建筑行業(yè)可推廣約1%，實現(xiàn)的年減排CO2能力為300萬t。