太陽能埋管土壤蓄熱系統

　　全球范圍內能源危機與環境的日益惡化，以化石燃料為主的城市集中供熱系統帶來的建筑能耗和環境污染等問題，已經備受人們關注。目前，建筑用能約消耗全球1/3的能源。在建筑用能的同時，還向大氣排放大量的污染物。據有關部門測算，建筑用能排放的CO2幾乎占全球總排放量的1/3。為此，許多國家都在積極地發展一系列的多元化的綠色建筑節能技術。跨季節蓄熱太陽能集中供熱系統（以下簡稱CSHPSS），就是在此背景之下產生的一種新型住宅供熱方式與理念。

　　所謂跨季節蓄熱太陽能集中供熱系統，是與短期蓄熱或晝夜型太陽能集中供熱系統（以下簡稱CSHPDS）相對而言的。從某種意義上講，現在普遍流行的小型家用太陽熱水器系統（以下簡稱DSHS）以及其它類似裝置就屬于短期蓄熱太陽能供熱系統的范疇。由于地球表面上太陽能量密度較低，且存在季節和晝夜交替變化等特點。這就使得短期蓄熱太陽能供熱系統不可避免地存在很大的不穩定性，從而使太陽能利用效率也變得很低。

　　CSHPSS系統可以在很大程度上克服上述缺點。它具有很強的靈活性，主要通過一定的方式進行太陽能量存儲，如熱水型蓄熱、礫石-水蓄熱、埋管土壤蓄熱和蓄水層蓄熱等，以補償太陽輻射與熱量需求的季節性變化，從而達到更高效利用太陽能的目的。在歐洲，CSHPSS系統中太陽能占總熱需求量的比例已經達到40%-60%，遠遠超出了CSHPDS系統和家用太陽熱水系統。因此，目前CSHPSS系統已經成為國際上比較流行的極具發展潛力的大規模利用太陽能的首選系統之一。

　　東潤環能“太陽能埋管土壤蓄熱系統”，將太陽能蓄熱與跨季節蓄熱及與地源熱泵有機地結合起來。充分利用太陽能和淺層地表能，將太陽能的跨季節蓄熱結合到地源熱泵的地下埋管換熱器系統中，使地下土壤換熱器與地下蓄能合二為一。將夏季豐富的太陽能儲存于地下土壤中，提高土壤冬季熱源溫度，以提高地源熱泵效率，實現太陽能的轉移利用。

　　示范工程

　　東潤環能承建的天津地區“太陽能埋管土壤蓄熱系統”示范工程，建筑物總面積5733m2，共3層。包含有辦公室、會議室、多功能廳、休息室等常規空調區域，以及健身房、棋牌室等休閑區域，還有游泳池、洗浴等常年需要熱水供應的娛樂區域。建筑物冬季設計熱負荷433.7kW，夏季設計冷負荷461.7kW。

　　系統由太陽能集熱系統、地下埋管、地源熱泵、熱水和末端系統五部分組成。太陽能集熱選用600m2的平板型太陽能集熱器，蓄熱水箱為10m3；地源熱泵系統有2臺水-水式水源熱泵機組，負擔1層的大廳、游泳池、健身房等大空間的采暖空調負荷；2、3層各房間的采暖空調分別由小型的水-空氣式水源熱泵機組來承擔。地下U型埋管換熱器由60口埋深20m的雙U型樁埋管和48口埋深120m的雙U型井埋管組成，其中井埋管中有8口為蓄熱井。

　　系統經測試，夏季太陽集熱系統在只滿足洗浴熱水需求時，保證率可以達到90%以上；平板集熱器平均集熱效率約為50.1%；9月份系統的實際日平均蓄熱功率約為22.9 kW，每天蓄熱4~6小時。結果表明，該系統作為建筑的空調，熱水的能源完全滿足使用要求，技術可靠，系統壽命周期的總成本最低，節能效果顯著。