陈讲运|混凝土板蓄热温暖家庭

混凝土板蓄热温暖家庭

编译：陈讲运

许多建筑业主认为屋顶集成太阳能系统是一种切实可行的方式，可尽可能多地节省取暖费用。在奥地利开发的一项名为solSPONGEhigh研究项目表明：当使用蓄热材料即建筑物在天花板、墙壁和地基中储热的时，太阳能技术可以满足年度空间供暖和热量需求的一半以上而且不需要大型储水箱。在建造房屋期间，弯曲的管道（如地板采暖系统中的管道）安装在混凝土板内的钢梁附近（见图）。

太阳能通过这些管道储存在周围的混凝土中，作为房屋中唯一经济高效的供暖系统。

位于奥地利的两家研究机构：AEE INTEC-可持续技术研究所和IWT-格拉茨技术大学热能工程研究所的研究人员，他们利用计算机模型研究了几种类型的结构以及包括主动热能系统在内的建筑设备，以确定太阳能的贡献。

初步结果显示潜力巨大。20平方米太阳能热场足以供应低能耗住宅通常所需热量和热水量的一半，如果40平方米太阳能热场与brine-to-water热泵相结合，混凝土板储存和释放的热量甚至可以高达80％（见下图）。

在低能耗住宅中模拟建筑服务的几种选择的结果，包括主动热质量系统。条形图中的数字表示每年的年金，表示投资的净现值。

资料来源：AEE INTEC和IWT

另一方面，如果建筑业主决定使用光伏系统和热泵，目前在新建筑中非常受欢迎的组合，但是不得不接受更低的百分比。20平方米光伏系统和空气源热泵只能满足24％的年热需求。即使是60平方米光伏装置也无法达到42％以上的收益。

光热更少的面积可满足更高太阳能保证率

然而，许多客户对成本与环境效益的重视度是一样的。这是太阳能发电可以获得一些积分的地方，特别是余电上网的电价补贴。60平方米光伏系统和25年以上的热泵将产生每年2,644欧元的收益。在这种情况下，太阳能将满足42％的需求（见上图），而20平方米的太阳能光热系统和热泵平均每年有3,101欧元的收益。但是，尽管安装面积较小，太阳能集热器将太阳能保证率提高到58％。

如果没有光伏上网电价，太阳能和热泵的组合除了更有效地使用表面积外，还会更加经济。60平方米光伏系统和空气-水热泵每年的成本为3,511欧元，太阳能保证率为42％。相比之下，20平方米太阳能热场的年金支付将低至3,101欧元，系统将满足58％的需求。

多户建筑太阳能保证率高达59％

如果地板和天花板用于储存太阳能，多户住宅的业主可以获得几乎相同利益。 唯一的缺点是与需要加热的房间数量相比，可用的屋顶空间比较少。对于配备125平方米太阳能热场的多户低能耗建筑，计算机模拟并未发现太阳能保证率超过59％。然而，有关独立住宅的说法同样如此：在相同太阳能场面积下，光伏驱动热泵的比例要低得多，确切地说是48％。

然而，上网电价将导致光伏和太阳光热的年收益差异更大，后者是前者的两倍（见下图）。

模拟多家庭建筑包括主动热质量系统的结果。条中数字表示年金，即投资净现值。

资料来源：Aee ITEC和IWT