#2021加油带头人#太阳能采暖，这两年火的一塌糊涂，各路资本、人马蜂蛹而至，然技术真的成熟了吗？太阳能采暖中，太阳能保证率做到70%有多难？
我们以北京农村100平方米末端为地暖的建筑为例，地暖管铺设米数一般为420－450米之间，我们按450米计算，采暖室温18℃，日总采暖热负荷144kwh(60w/平方米)，安装真空管集热器6组共计300管，真空管集热效率按70%计算，系统初始水温按35℃计算，地暖管散热功率按24W计算，采暖季日照时长按6.5小时计算，系统总水量按1.5吨计算，其中集热器0.9吨，连接管道0.06吨，地暖管0.09吨，水箱0.45吨。
全流道集热器采暖
采暖季日均太阳辐射量4.45Kwh/平方米，则日均得热86.91kwh，占日均采暖热负荷60.35%(要让这一比例达到70%，至少得安装真空管350支)。450米地暖管太阳照射时，散热量70.2kwh，太阳落山时，水箱水温应为44.55℃，地暖最低供暖水温35℃，剩余热量还能供暖2小时47分钟。
以采暖季太阳辐射量最大的3月份计算，3月日均太阳辐射量为5.32kwh/平方米，300支真空管日得热量为103.90kwh，太阳落山时，水箱水温为54.26℃，可供暖5小时37分钟。
以采暖季太阳辐射量最小的12月份来计算，12月日均太阳辐射量为3.81kwh/平方米，300支真空管日得热量为74.41kwh，太阳落山时，水箱水温为37.41℃，可供暖42分钟。
以上计算是基于理想状态下，每天集热器所能吸收到的热量相等，不计室内室温，以地暖做为蓄热体，只要有热量，就往地暖回填层中蓄热，地暖保温层性能良好，热损低于5%，不计算外系统日落后的热损失。
真空管集热器采暖
事实情况是:首先，日太阳辐射量就不能计算平均值，晴天的太阳辐射量比多云和阴雨天气大的多，这就牵扯到一个储能的问题，因为当水箱水温高于60℃时，是无法直接供地暖的，还有就是水箱水温越高，集热器集热效率越低，但水箱到底该配多大，至今我没有看到一个具有科学性的论述。
其次，湿铺地暖很难做到把热损控制在5%以内，同样的采暖室温条件下，湿铺地暖比任何一种采暖末端消耗的热量都要多的多(烧过煤锅炉，天然气壁挂炉的朋友应该有这方面的亲身体会)。
第三，如何降低太阳能系统的热损失？有网友提出，做排空系统。我承认，这么做有一定的好处，比如说不用考虑室外管道防冻的问题了，但对于降低系统热损究竟有多大作用呢？我一直持怀疑态度。
真空管集热器采暖
横插式真空管集热器排空后，集热器与水箱之间的连接管道中还会不会有水流下来呢？会！不信你去看，网上所有讲此排空系统的作者除要求管道有一定坡度和做好保温外，都强调连接管道一定要用钢管。为什么呢？因为已经说了是排空系统，再让你给室外管道加伴热带不是自己打自己脸吗？钢管导热能力强(一头连接联箱，一头连接保温水箱，外面做着厚厚的保温，钢管温度会降到0℃以下吗？)，不会造成小水流经过时因管道温度低而结冰堵塞管道。
排空后，真空管集热器热损能降低多少？大家都见过电壶(热水瓶)吧？没见过的买两个，都加入60℃的水，一个加满，一个加上一半，放到冬季的室外，第二天早上测一下两个电壶中的水温，看看有啥区别。横插管集热器排空只能排掉约40%的水，网红们改良后的横插管集热器可以排掉50%左右的水。
不排空的话，真空管集热器中的水在太阳落山后，还可以参与换热供暖，排空后，留在集热器中的水只能是慢慢变冷。真空管集热器的热损与集热器内的水温息息相关，水温越高热损越大，你觉得是在参与换热后真空管集热器中的水温高呢？还是太阳落山时直接排空后，留在真空管集热器中的水温高？
风光互补型太阳能采暖示意图
当然，横插真空管集热器排空也有好处，至少可以降低水箱热损(排空水箱放在需供暖的室内的话，热损可以不计)，至于能降低多少呢？做排空系统还是不做排空系统好呢？这就得看你的末端用的是什么产品以及集热器的配置比例了。当末端是暖气片、风机盘管、干式地暖、温水地板时，排空要比不排空好，因为几者没有储热功能，房子的热负荷也主要集中在没有太阳的时间段。虽然末端是湿式地暖，但当系统设计太阳能保证率较高时，也应做排空系统，因为这时水箱的容积会非常大，如果放在冬夜的寒风中，热损指定小不了。
太阳能采暖远未成熟，老百姓却跃跃欲试，为什么？综上所述，我们可以看出，太阳能采暖技术远未真正成熟，难点就在储热上，但为什么咨询太阳能采暖的人会络绎不绝呢？因为太阳是免费资源，因为在北方，采暖确实是刚需。空气能虽然节能省电而且采暖舒适性更好，但它得用电来驱动呀，没电它啥也不能。太阳能采暖目前纵然有着万般缺点，但却有着获热成本价低的优点，对现阶段的大多数农村老百姓而言，他们要的不是温暖舒适，而是不冻，因为他们确实没钱。
翼管式平板集热器采暖
在农村，大多数安装了太阳能采暖的家庭，不到万不得已，是不会想着开启电辅热去采暖的，因为电费实在是太高了。这几天没太阳，我每天开约10个小时的电辅热，每天90度电，室温只有可怜的13℃，若不是为了展示和采集太阳能采暖的实际运行数据，我才不会蠢到给自己家里的太阳能采暖加电辅热呢！因为我家各个房子都有空调，在我们这个地方，用空调采暖绝对比在水箱中加电辅热采暖省电的多。
不要以为横插式真空管太阳能集热器采暖排空系统的功能有多强大，@太阳能供暖易火峰在北京做了个样板间，100支管供给45平方米(建筑面积)的房子供暖，采暖末端是30平方米的干铺地暖，室内排空系统，配有500升储换热水箱和一个电锅炉，前两天给我拍了两张图，晚上室温19.6℃，而早上8点多室温却只有12.5℃。啥原因，要知道他的干铺地暖比湿铺地暖热损失要小很多，为啥室温还这么低呢？就是因为农村的房子保温性能太差，热负荷需求太大而集热器配置严重不足呗！我们都是太阳能供暖的狂热分子，天天在网上给人讲如何利用太阳能来采暖，不会傻到连自己家的太阳能供暖都做不好。
此前我一直力推真空管集热器采暖，因为单从集热效率而言，真空管要比平板集热器高很多，即便是我现在用的全流道集热器，热效率也只有60%，远赶不上真空管，那么我为什么会放弃真空管而采用全流道呢？
我早年间做的真空管太阳能集热器采暖工程
因为全流道安全，因为全流道热损小。说到安全，大多数人都理解，没有玻璃管，自然不担心爆管了。可是说热损小，很多人就不明白了，啥保温材料能干过真空？没错，集热器工作时间段，全流道确实干不过真空管，这从国家标准就能看出来，真空管集热器国标要求是3W以内，我用的全流道是5W，但是集热器一天才能工作几个小时，而且集热器工作时间段的气温要比非工作时间段的气温高多了。
横插式真空管集热器作不到完全排空，但是全流道能。阴、雨、雪、霾天气，横插式真空管集热器仍在正常散热，全流道却早已进入冬眠状态，太阳出来时，先得把横插式真空管集热器中的水升温至水箱温度以上，才能进行换热循环，全流道只需要加热板芯，一个2平方米的全流道集热器的板芯从0℃加热到40℃，需要0.061kwh的热量，仅相当于把1支真空管排空后剩余的水，温度提升了29℃。因为全流道集热器能做到完全排空，所以连接管道也不必非要采用钢管，钢塑管、稳态管都可以，同样，管道热损也降低了。
有没有能完全排空的真空管集热器呢？还真有。全玻璃热管集热器就是一种，但是它也有缺点，虽然它能做到炸管不漏水，但它做不到炸管不损失热量，还有就是这种集热器属二次换热，没有直接加热的热效率高，更重要的是它太贵了，太阳能采暖需要安装的集热器数量太多了，没办法。
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