混凝土板蓄熱溫暖家庭
編譯：陳講運
編譯：陳講運
許多建筑業(yè)主認為屋頂集成太陽能系統(tǒng)是一種切實可行的方式，可盡可能多地節(jié)省取暖費用。在奧地利開發(fā)的一項名為solSPONGEhigh研究項目表明：當使用蓄熱材料即建筑物在天花板、墻壁和地基中儲熱的時，太陽能技術(shù)可以滿足年度空間供暖和熱量需求的一半以上而且不需要大型儲水箱。在建造房屋期間，彎曲的管道（如地板采暖系統(tǒng)中的管道）安裝在混凝土板內(nèi)的鋼梁附近（見圖）。
太陽能通過這些管道儲存在周圍的混凝土中，作為房屋中唯一經(jīng)濟高效的供暖系統(tǒng)。
位于奧地利的兩家研究機構(gòu)：AEE INTEC-可持續(xù)技術(shù)研究所和IWT-格拉茨技術(shù)大學熱能工程研究所的研究人員，他們利用計算機模型研究了幾種類型的結(jié)構(gòu)以及包括主動熱能系統(tǒng)在內(nèi)的建筑設備，以確定太陽能的貢獻。
初步結(jié)果顯示潛力巨大。20平方米太陽能熱場足以供應低能耗住宅通常所需熱量和熱水量的一半，如果40平方米太陽能熱場與brine-to-water熱泵相結(jié)合，混凝土板儲存和釋放的熱量甚至可以高達80％（見下圖）。
在低能耗住宅中模擬建筑服務的幾種選擇的結(jié)果，包括主動熱質(zhì)量系統(tǒng)。條形圖中的數(shù)字表示每年的年金，表示投資的凈現(xiàn)值。
資料來源：AEE INTEC和IWT
另一方面，如果建筑業(yè)主決定使用光伏系統(tǒng)和熱泵，目前在新建筑中非常受歡迎的組合，但是不得不接受更低的百分比。20平方米光伏系統(tǒng)和空氣源熱泵只能滿足24％的年熱需求。即使是60平方米光伏裝置也無法達到42％以上的收益。
光熱更少的面積可滿足更高太陽能保證率
然而，許多客戶對成本與環(huán)境效益的重視度是一樣的。這是太陽能發(fā)電可以獲得一些積分的地方，特別是余電上網(wǎng)的電價補貼。60平方米光伏系統(tǒng)和25年以上的熱泵將產(chǎn)生每年2,644歐元的收益。在這種情況下，太陽能將滿足42％的需求（見上圖），而20平方米的太陽能光熱系統(tǒng)和熱泵平均每年有3,101歐元的收益。但是，盡管安裝面積較小，太陽能集熱器將太陽能保證率提高到58％。
如果沒有光伏上網(wǎng)電價，太陽能和熱泵的組合除了更有效地使用表面積外，還會更加經(jīng)濟。60平方米光伏系統(tǒng)和空氣-水熱泵每年的成本為3,511歐元，太陽能保證率為42％。相比之下，20平方米太陽能熱場的年金支付將低至3,101歐元，系統(tǒng)將滿足58％的需求。
多戶建筑太陽能保證率高達59％
如果地板和天花板用于儲存太陽能，多戶住宅的業(yè)主可以獲得幾乎相同利益。 唯一的缺點是與需要加熱的房間數(shù)量相比，可用的屋頂空間比較少。對于配備125平方米太陽能熱場的多戶低能耗建筑，計算機模擬并未發(fā)現(xiàn)太陽能保證率超過59％。然而，有關獨立住宅的說法同樣如此：在相同太陽能場面積下，光伏驅(qū)動熱泵的比例要低得多，確切地說是48％。
然而，上網(wǎng)電價將導致光伏和太陽光熱的年收益差異更大，后者是前者的兩倍（見下圖）。
模擬多家庭建筑包括主動熱質(zhì)量系統(tǒng)的結(jié)果。條中數(shù)字表示年金，即投資凈現(xiàn)值。
資料來源：Aee ITEC和IWT
