#2021生机大会#众多太阳能供暖设计人员在设计太阳能地暖时，都强调利用地暖的回填层来储热，水箱容积只计算系统膨胀水量和换热必需水量即可，这其中也包括我自己。这么做真的好吗？我开始越来越怀疑这种做法的实际应用效果了。
8年前，我在总结前辈失败经验的基础上，成功破解了太阳能地暖的密码——那就是太阳能供暖要的是热量，不是热水，地暖自带储热功能，不需要额外增加水箱容积，以满足夜间供热需求，基于此理论，我在甘肃做了套样板房，算是取得了成功。说算是成功，是和我们当地其他人做的相比较而言，我比他们做的都省电，不仅如此，比烧煤的费用也低，说不成功，是因为随着我对太阳能供暖的深入研究，发现那时做的太小儿科了，至少给管道加装伴热带就是一大败笔(微热循环就很好用)。
热管集热器
开始怀疑太阳能地暖不要储热水箱的设计是否合理，是我安装了全流道集热器排空系统之后。因为有一天，天气比较好，我竟然把地暖的回水干到了接近70℃，多的日子下午2点左右，地暖回水温度都能达到60℃以上。为什么会这样呢？原因很简单，我的水箱容积太小了，没有储热功能，地暖储热层和地面(我家地面是磁砖)散热能力有限，不能迅速的把太阳能集热器吸收到的热量散出去！
众所周知，太阳能集热器所需生产的水温越低，其集热效率越高，同时热损失也越低，所以说地暖回水温度高决不是什么好事。再说这么高的水温还说缩减地暖管的使用寿命，虽然我家用的是金德管，可以在70℃的温度范围内正常使用，但那说的是供水，不是回水！
以前做太阳能供暖，我用的都是真空管，而且都装在用户家里，并没有去认真测过换热水箱的具体温度，只是过段时间打电话问问用户，家里暖和不暖和，室温能达到多少度，费不费电等等。这次装在自己家，集热器换成了全流道，也没有经过详细计算，直接套用了真空管做太阳能地暖的做法，却发现这做法还真不行，虽然是排空系统，但全流道集热器里能装的水太少了，所以直接干了个200升的水箱。实践已经证明，人不能仅凭经验去干活，尤其是太阳能供暖这种还不算太成熟的供暖方式。
地暖
为了验证自己的错误，我给大家算笔账，陕西渭北平原，冬季最佳倾角辐射量17MJ/平方米·天，农村100平方米的房子，日热负荷120kwh(设计最低室温16℃)，配400支Φ58mm*1800mm的真空管，集热效率按70%计算，日得热量122.97kwh。事实上，这种计算方法得到的数据非常不准确，因为首先太阳辐射量取得就是平均值，也就是说在太阳好的日子，数值大，太阳不好的日子，数值小，越冷的天，太阳辐射量越低。其次是房子的热负荷也是个平均值，房子的热负荷也会随着气温的变化而变化。也就是说太阳辐射量越高，房子热负荷越低，太阳辐射量越低，房子热负荷越高。
理论上来说，地暖回填层储热能力非常强，储存122.97kwh的热量一点问题都没有。但问题是，农村100平米的房子，地暖面积一般只有80平方米，铺设地暖管米数约400米(管间距20cm)，太阳辐射产生的热量只集中在短短的几个小时之内，这400米管子能不能快速的把太阳吸收的热量散发出去？以PEX管为例，当水温为55℃，室温16℃，地面饰层为水泥、陶瓷类时，每平方米地暖地面的散热功率为217w，地暖管的散热功率为30w/m，80平方米的地暖地面总散热功率17.36kw，400米地暖管的散热功率只有12kw，400支真空管冬季日均得热量为122.97kwh，日太阳照射时长我们按6小时计算，则太阳能每小时得热量为20.50kwh，这是平均值，在初供暖季和供暖后期时间段的正午时分，得热量远比这一数值大的多，也就是说，我们的地暖管根本没有能力瞬时把太阳能集热器吸收到的热量散发出去。
全玻璃真空管集热器
以前做真空管供地暖时，没有发现这个问题，是因为真空管集热器中，还存有大量的水，这些水的升温本身就需耗费大量的热量，400支真空管的集热器加上一个100升的膨胀换热水箱，及连接管道和400米地暖管中的水，总量约为1.5吨，停止供暖储热后，至第二天太阳升起加热时，水温约为35℃左右，升温至65℃，本身就能储存52.5kwh的热量，加之前面说了，安装在用户家的太阳能供暖，我不可时取得实时数据，就算我有那份精力，用户也没有时间天天陪我。再者我的控制系统做的也不够先进，没有做远程实时监控，看不到实时运行数据。
发现问题是我家做了全流道太阳能供暖后，我家装了21块全流道集热器，排空系统，水箱容积200升，加上地暖中的水，系统总共只能装260升水，实际上只装了250升左右，所以虽然我的水箱没有任何保温措施(单层不锈钢做的，计划就是当暖气片用的)，但是地暖回水依然可怕的达到了接近70℃，虽然我不怎么担心地暖管的使用寿命，但是我心疼集热器集热效率的降低啊，若是能将集热器出水温度控制到60℃之内，那么我每天至少可以多用50kwh的热量呀！
全流道集热器供暖
太阳能供暖虽然已经发展了十多年了，但是技术应用远未成熟，业界称之为最好做的太阳能地暖，太阳能保证率做到70%都困难(像内蒙等冬季极少有阴雨天气的地区除外)，其它供暖末端就更不用说了，这其中的难点主要集中的储热上，如果我们能造出热损失更低且价格不高的保温水箱，问题将迎刃而解，我看过陕西富平县一个00后小伙的水箱专利设计方案，感觉还不错，按照他的设计，在使用同种保温材料，同等保温层厚度的条件下，热损只有市面上保温水箱的30%，小伙说他正在寻找制造厂家，愿小伙能尽快找到合作厂商，因为这是太阳能供暖的福音。
我和众多的太阳能供暖设计者之所以对水箱容积的计算非常保守，就是因为水箱是最大的散热体，放在室内还好说，放在室外的话，热损太可怕了。太阳能供暖若想取得快速发展，必须解决储热水箱热损大的问题，因为不是每家都有地方在室内放置这个庞然大物的。我希望有更多的太阳能供暖行业从业者，投入到对保温水箱制造的研究上来，啥时间这个问题解决了，太阳能供暖也就才能真正走向辉煌，造福亿万民众。
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