原標題：報告｜西建大王登甲：青藏高原太陽能供暖集蓄熱系統(tǒng)特殊性問題及對策
　　青藏高原鄉(xiāng)村地區(qū)供暖條件落后、人居環(huán)境惡劣，提升宜居環(huán)境是當?shù)鼐用竦闹饕V求之一。高原地區(qū)太陽能資源豐富，太陽能供暖是當?shù)剡m宜的供暖方式之一。但在冬季寒冷漫長、低壓缺氧、極端干燥等典型高原極端特殊氣候條件下，太陽能供暖系統(tǒng)面臨一些特殊的“高原病”，為太陽能供暖安全性和可靠性帶來了巨大挑戰(zhàn)，如何克服系統(tǒng)的這些“高原病”成為青藏高原太陽能供暖的焦點問題。西安建筑科技大學教授、博士生導師，太陽能建筑與環(huán)境中心副主任王登甲認為，隨著光伏等可再生能源電力價格大幅下降給高原供暖帶來新思路；他提出對高原地區(qū)太陽能供暖系統(tǒng)的運行、維護、管理遠比設(shè)計重要。
　　12月8日-9日，在由國家太陽能光熱產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟和中國科學院電工研究所主辦，內(nèi)蒙古旭宸能源有限公司聯(lián)合承辦的“2020國際可再生能源供熱技術(shù)大會暨以太陽能為主的建筑供熱技術(shù)論壇”上，王登甲教授帶來了西安建筑科技大學、西部綠色建筑國家重點實驗室近年來青藏高原太陽能供暖集蓄熱系統(tǒng)特殊問題研究成果，給我們在青藏高原利用太陽能供暖提供有益的參考和啟示。
　　2.高原不同類型太陽能供暖集熱場測試、故障分析
　?。?）高原及西北地區(qū)太陽能集熱系統(tǒng)過熱特性分析
　　◎ 提出瞬時過熱度、均值過熱度等評價指標，用以衡量系統(tǒng)過熱程度；
　　◎ 獲得集熱器傾角、集熱器面積、水箱容積、熱媒流量等因素對系統(tǒng)過熱的影響規(guī)律。
　　◎ 建立集熱場阻力特性數(shù)學模型：（1）分流集管兩相鄰支管間管段；（2）分流集管與支管交叉管段；（3）支管；（4）匯流集管與支管交叉管段；（5）匯流集管兩相鄰支管間管段，總阻力等于上述五部分阻力之和。
　　（3）高海拔地區(qū)平板太陽能集熱器熱損失修正計算方法
　　◎ 分析表明：高海拔地區(qū)，氣壓低、空氣密度小導致對流換熱系數(shù)?。坏炜涨缋?，背景溫度低，輻射損失大；綜合結(jié)果究竟如何？和平原相比如何？
　　◎ 分別研究對流換熱、輻射換熱，對流和輻射之間存在耦合關(guān)系。結(jié)果顯示，高原氣象條件下總換熱損失系數(shù)變化率超過15%。
　?。?）高海拔地區(qū)太陽能集熱器耐高溫耐凍技術(shù)研究
　　◎ 存在問題：低溫凍裂損害是太陽能集熱系統(tǒng)面臨的最大安全隱患，而青藏高原地區(qū)太陽輻射強烈、氣溫低且冷熱交替頻繁，此類問題更為突出。
　　◎ 我們研究了不同相變溫度（兩級變溫）、相變材料（過冷度材料）等在平板集熱器、U型管集熱器中應用，對低溫高溫緩解程度。
　　◎ 研究結(jié)果：相變集熱器可以通過低熔點PCM的凝固放熱作用，延遲到達最低溫度點的時間，通過高熔點PCM緩解高溫時間，有利于緩解平板集熱器凍裂和超溫問題。
　　以上的優(yōu)化設(shè)計，能有效地緩解集熱器高溫區(qū)、低溫區(qū)1~2h，可解決高原部分地區(qū)的凍害問題。
　?。?）太陽能供暖大尺寸平板太陽能集熱器性能研究
　　完善大尺寸平板集熱器理論基礎(chǔ)研究，提高平板集熱器在太陽能采暖系統(tǒng)中的適用性；為大尺寸平板太陽能集熱器的設(shè)計生產(chǎn)和工程應用提供參考。
　　◎ 通過模擬和實驗的方法對大尺寸平板集熱器和普通并聯(lián)集熱器進行對比研究（同面積下）。
　　◎ 結(jié)果表明：隨著平板集熱器外形尺寸增大其集熱效率逐漸升高，熱損失系數(shù)逐漸降低，管道內(nèi)部傳熱效果得到強化，熱性能有一定的提升！
　?。?）太陽能高效蓄熱/定向取熱關(guān)鍵技術(shù)與性能評價方法
　　◎ 蓄熱系統(tǒng)是太陽能集熱系統(tǒng)中不可或缺的部件，是負荷管理、熱量調(diào)配的重要部件。提高蓄熱系統(tǒng)的熱性能，能有效提高集熱系統(tǒng)的集熱效率。
　　○ 提高蓄熱體的熱性能，引導工質(zhì)流到蓄熱體適當?shù)臏囟人?，減少蓄熱體進口處熱損；
　　○ 提高蓄熱體的蓄存性能，使蓄熱體動態(tài)存儲且合理輸出，提高能源的利用率。
　　◎ 建立衡量蓄熱水體蓄熱高效利用系列評價指標：分層效率、蓄熱效率、?效率等，用于對大水體蓄熱系統(tǒng)設(shè)計，提高太陽能利用效率。
　　◎ 基于分層蓄熱、定向取溫的思路提出了高效蓄熱系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計方法，并研發(fā)出實現(xiàn)靈活分層、按需取熱的水箱定型結(jié)構(gòu)。
　　（7）控制不當導致輔助熱源耗量大
　　◎ 一些太陽能供暖工程“重前期設(shè)計、輕后期運維”，結(jié)果造成輔助熱源實際投入比例大，甚至占到主導作用，導致目前太陽能供暖系統(tǒng)不僅初投資高，且運行費用還居高不下；
　　◎ 主要的原因：（1）設(shè)計非足量，保證率低；（2）控制邏輯不當、供暖出力順序優(yōu)化不合理；
　　◎ 太陽能供暖系統(tǒng)運行維護至關(guān)重要；系統(tǒng)從運行安全性、可靠性角度考慮，統(tǒng)一維護、專人管理的太陽能集中式供熱系統(tǒng)具有一定優(yōu)勢。
　　四、結(jié)語與展望
　　團隊經(jīng)過多年的研究實踐認為，光伏等電力價格大幅下降，對高原供暖帶來新思路！
　　太陽能供暖技術(shù)最大的問題是可靠性、穩(wěn)定性和成本問題。在青藏高原地區(qū)，主要是極端特殊高原氣象條件下的適宜性問題；集蓄熱源關(guān)鍵技術(shù)是太陽能高效供暖的基礎(chǔ)和保障，而靈活、按需可調(diào)的供暖末端技術(shù)是太陽能精準利用的手段措施。此外，太陽能供暖控制技術(shù)手段較為傳統(tǒng)較落后，是造成太陽能保證率低、輔助熱源出力大的主要問題之一；而對高原地區(qū)太陽能供暖系統(tǒng)的運行、維護、管理遠比設(shè)計重要。
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