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[摘 要]本文结合近年来太阳能热水系统在神东煤炭集团多种场合的应用情况，通过对太阳能热水系统在北方高寒气候、煤炭企业不同用水场合、矿区水质特点等条件下应用的总结分析，充分研究探讨了太阳能热水系统的设计方案，为今后太阳能热水系统有效提高系统稳定性、降低运行费用、延长设备使用寿命提供了参考。
[关键词]高寒地区；煤矿；太阳能；热水；应用；
中图分类号：TP85 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）12-0205-02
神东煤炭集团是全国首个2亿吨商品煤生产基地，在生产世界领先的清洁煤炭的同时也十分重视自己的节能环保，近年来也在不断积极探索太阳能热水系统在矿区的应用，从2007年起，陆续在不同场合建设了太阳能热水系统，在实际使用过程和后期优化改造过程中总结了一些经验以及教训，并相应的探索出了一些新的思路与方法。
1 神东集团早期太阳能系统使用情况
1.1 早期建设太阳能系统概况
集团矿区于2007年起，相继在大柳塔矿、上湾矿、活鸡兔井、生产服务中心、锦界矿带家公寓楼、维修二厂、维修三厂、李家畔生态园小区1-14#楼、教培中心、集团办公楼、21-26#楼等场所，投资2222.26万元，建设了日产热能力为585吨、共计34套太阳能热水系统（见下表）。
1.2 使用过程中存在问题
从前表可以看出，早期建设的太阳能热水系统基本在使用一个冬季以后，开始陆续出现故障，甚至出现部分系统直接瘫痪不能使用等状况。经过组织相关部门现场调研，结合物业管理部门问题反馈，存在以下几点主要问题。
1.2.1招标技术要求不够明确，部分厂家有漏洞可钻
技术要求不明确主要体现在两个方面，一是用水量估算太过保守，对于矿井职工浴室用水场合用水浪费现象预计不足，导致实际用水量远远大于设计产能；二是虽然对系统水箱吨位进行了要求，但对于吨水集热面积配比每个厂家设计标准不一，导致部分系统水箱容积满足配置，但集热面积配置不足。
1.2.2国家、行业相关标准存在界定缺陷
国标GB/T20095-2006《太阳能热水系统性能评定规范》第6.1条，对于太阳能系统的热性能技术要求中，以“集热器日得热量”，“升温性能”，“水箱保温”3项热性能指标作为太阳能热水系统的性能标准，并没有引入正常使用过程中“吨水使用能耗”指标，导致厂家只追求系统集热，而忽略了系统用水过程中的综合节能设计，存在实际使用中热水利用率不高的缺陷。如热水用到一半温度就因补入的冷水中和而降低、用水过程由于水箱温度分层导致的始终使用的是水箱底部的低温水等诸问题。
1.2.3产品技术早期相对落后
太阳能行业属于新兴产业，尤其在早期相对技术尚未成熟，各个厂家产品技术参差不齐、有的是产品相对成熟而系统集成设计相对落后。
1.2.4设计方案早期相对不够成熟
早期太阳能单机较为成熟，主要是由于其系统一体化小型应用，无复杂逻辑控制，但作为一个大型系统，其集热阵列、管网系统、循环机组、储热供热等集成形式发生变化，必然需要复杂的逻辑控制功能来支撑稳定运行。而早期系统由于缺乏广泛的应用经验，大部分系统控制技术相对简单，控制理论尚未成熟，导致热利用率低下、用热稳定性低、越冬性能差等问题较为突出。
1.2.5主体建筑太阳能一体化设计不完善
太阳能供水回水系统管路完全有别于自来水或暖气运行方式，建筑主体在设计中太阳能热水供应方式完全照搬自来水管网设计，供回水管网全部采用下供上回方式，这样太阳能水箱设置在屋顶的楼段，供回水管网就形成双U型（W型）供回水管路，加上而每个单元户型管道井布置不同，热水回水管路长度不同，同程性相对较差，与太阳能末端回水控制结合后，造成各户型回水不均衡，导致部分用户需要放一段时间积水后才能出热水。
1.2.6矿区水质硬度对系统运行造成一定影响
我国北方地区水质普遍较硬，而矿区水质更为突出，主要体现在集热系统、水箱、供回水管路结垢现象严重，影响集热效果和供水顺畅。而系统定期除垢后，由于垢质化解脱落，对于双U型（W型）供回水管网极易产生垢质沉积在U型底部而阻塞管道，造成较高的维护工作量。
2 优化改造及新产品、新技术应用探索
2.1 优化改造措施
為解决矿区生活热水民生问题，2011年3月份，经集团公司领导集体研究，决定对已安装的太阳能浴水系统进行优化改造。经过相关部门联合组织对多家单位投标方案进行研究比对，优选出最佳中标方案，对李家畔生态园小区太阳能系统进行了全面优化改造。
由于是旧系统改造，已安装的主要产品设备、建筑主体内管网无法改变，因此，重点对可优化的系统设计缺陷、控制系统进行改造。
2.1.1改造重点
a、集热阵列回水不均衡、不同程问题；
b、强制式温差循环热损大、循环机组依赖性强的问题；
c、水箱温度分层对供水品味影响的问题；
d、防冻热损及安全越冬瓶颈问题；
e、控制系统不能远程在线监测问题；
f、表象故障设备的修复更新。
2.1.2改造措施
a、集热系统分区优化及同程改造
改造过程中将大型集热面积分区小型化、不对称阵列独立分区控制，每个分区就是一个独立的集热系统。对于大型串并联系统而言，并联数量越少，同程等流性能越优越，克服了原有系统不论集热面积大小、阵列多少、阵列是否对称、是否同程，均当做一个阵列来控制，导致热回水不均衡的缺陷；同时避免了大型集热阵列局部高温引发的爆管现象，热利用更加充分。
b、强制温差式循环优化优化为条件式温差循环 自来水补入水箱后，利用循环泵将水箱低温水与集热器高温水进行置换产热的过程称为强制式温差循环，该方式生产热水必须依赖循环泵；而条件式温差循环是利用自来水管网自身压力，将自来水先进入集热器加热后再补入水箱，当水箱热水产满后，如果仍然有充足光照，集热器温度高于水箱设定温度时，启动循环泵进行二次升温的过程。因此，条件式温差循环在首次产热的过程中，无需循环泵工作，只是在二次升温的时候才启动循环泵。这样降低系统产热对于循环泵的依赖，实现了循环泵节能运行及延长使用寿命的作用。
c、单水箱模拟双水箱2级低温过滤优化
由于热水密度小于冷水，因此水箱存在温度分层现象，热水处于水箱上半部，末端低温回水会沉入水箱底部，这样热水供水就会收到一定影响。将单水箱中间进行隔板隔离后，模拟形成俩个水箱，低温水回到一级水箱进行沉淀过滤后进入二级水箱，一般出水口会高于水箱底部一定距离，那么二级水箱底部也可以存留一部分低温水，形成二级过滤设计，底部低温水通过循环泵与太阳能热水进行置换，这样有效克服了末端低温回水和防冻循环低温回水对热水的中和效应，提高热水供应温度平均性。
d、防冻功能优化及越冬保障优化
原系统虽然具有伴热防冻、温差循环防冻功能，但仍然存在越冬瓶颈问题，归其原因，是其控制原理缺陷导致。采用室外管道温度探头控制防冻功能，由于室外管路分布、保温密封、风口光照等因素的不确定性，导致温探测量点定位难以放置在最易结冻的位置，再加上大型串并系统不同程不等流现象，导致探测循环温度不够准确，这也是导致大多数系统不能过冬的根本原因。优化为环境温度+排空防冻改造后，在冬季环境温度低于5°时，夜间自动将集热器管网内的水回流排空至水箱；凌晨日出前自动充满管网，实现了冬季夜间的防冻问题，也避免白天空晒爆管问题，同时大大降低了集热器的“散热器效应”，稳定而节能。
e、控制系统远程监测优化改造
原太阳能系统均不具备远程在线监测、控制、报警功能。经常出现漏水、故障等情况，必须维护人员巡检检查或用户报修才能知晓。本次改造采用当前最先进的云集热APP远程在线智能控制系统，具备了远程运行监测、远程控制维护、远程故障报警功能，大大提高了故障响应时间，在用户报修前即可发现故障，及时维护。
f、表象故障设备的维修更换
对于原系统存在的水泵烧毁、阀门冻坏、到达寿命使用年限的设备部件进行了维修、更换。
2.2 改造优化效果
优化改造后，系统运行稳定性大大提高，2011年起至今未发生结冻故障，设备故障报修率大大降低。
改造后，实现了全区系统的远程自动化监测，可以在监控中心和手机APP端实时对系统进行远程监测，大大降低了维保人员巡检工作强度，实现了24小时不间断、多人、多次不受限制的远程监测巡检。
能耗方面，在未改造前，安装水电表对系统进行了为期一个月的跟踪记录，由于存在水箱热损及供回水循環热损，使用电辅助加热，吨水电费高达98.72元。改造后吨水电费降为5.84元（含阴雨天），节能效果非常明显。
2.3 新产品新技术应用
已建集热系统存在爆管漏水瘫痪教训，有必要借此契机探索新技术产品的应用效果，在得到改造单位的保障承诺后，集团公司同意采用该公司《双真空超导热管专用太阳能集热器》进行改造。
双真空超导热管专用集热器采用不锈钢内胆密封焊接，真空管内无水，具有超导集热热效高、抗冻耐压、爆管不漏水等优势。改造后实际运行效果证明，该新型产品热效率明显优于已建系统，9-14号楼夏季需要关闭部分集热器以降低水箱温度。后期在哈拉沟洗煤厂采用此集热系统成功替代燃煤锅炉供应浴水，取得良好的运行效果。
3 矿区太阳能系统应用总结与未来展望
3.1 北方太阳能应用经验总结
通过对李家畔生态园太阳能系统改造优化及后期使用效果来看，太阳能在北方地区并不是完全不能适应，但是要求太阳能企业必须重视提升产品综合性能、攻克控制技术难点、完善系统设计方案。本文就应用经验总结如下，期望对太阳能企业及北方高寒地区用户有所启发。
3.1.1高寒地区对太阳能防冻控制提出更高要求
由于矿区地理纬度高，冬季气温较低，根据改造前冬季情况来看，主要体现为管道与水泵冻裂情况严重。因此，冬季防冻控制应结合现场不同情况采取多种条件、多种措施相互配合、互为备份、发挥综合功效来保障越冬安全性。
3.1.2常规集热器适用于小型系统，大型系统须使用保障性能更高的集热器
普通走水真空管由于存在爆管漏水问题，维护时效性要求高，因此适用于用水要求不高的场合；矿井浴室用水量大的场合，必须采用爆管不漏水、安全保障性能更高的集热器，同时大型面积应考虑阵列的分区控制，提高稳定性，局部故障不会影响到整个集热系统；
3.1.3矿井职工浴室用水场合集热器与水箱配置
煤矿职工浴室突击用水量较大，日用水总量较大，此前矿井系统普遍存在设计产能不足现象，因此设计中必须确保有足够的产热面积、足够的水箱配置，建议储水箱在满足配置的基础上，留出10-20%余量，以备不时之需。
3.1.4矿井职工浴室用水场合免拆维护设计
煤矿生产需有不间断性，要求热水同样不间断供应，即使系统维护，也要有备用方案。因此，系统在设计中因充分考虑水泵、水箱等设备的维护过程中，保留备用设计，尽可能采用一用一备配置、免拆清洗维护等设计。
3.1.5充分利用现场废余热，多能综合互补设计
由于煤矿企业生产特性，现场一般均有其他产热设备，比如集中中央空调冷却塔废热排放、矿井空压机余热利用、井下水排放、浴室洗浴废水排放等蕴含大量的余热可利用，应充分利用与太阳能实现多能互补综合节能设计。
4 太阳能应用未来期望
4.1 替代锅炉供应浴水，节能减排
神东煤炭集团十多个煤矿及生活区都使用燃煤锅炉提供热水，仅夏季热水供应就耗煤2.2万吨，不仅能耗高，用人多，不经济，间歇运行对锅炉设备损害也大，还对企业总的节能减排任务完成造成较大影响。如果逐步将热水供应全部采用新技术的太阳能热水系统供给，夏季不用烧锅炉，每年可节煤2.2万吨，减少CO2排放5.72万吨，可实现经济和节能减排多重效益。
4.2 太阳能热利用产品的升级研发
太阳能虽然进入高速发展、相对成熟阶段，但仍然有拓展空间。据媒体报道，国外已研发出一种命名为“Vantablack”（梵塔黑）的新型“超黑材料”涂层，具有全波段超强吸光性能，反射率仅为0.035%。如果能作为太阳能真空管涂层，将大大提高集热效率，具备阴天甚至月光下的集热性能，必将引发新一轮太阳能热利用革命，期望有关科研机构和太阳能企业能有所切入。
4.3 具有综合节能利用综合集成控制系统
目前太阳能控制系统功能存在不完善性，需要太阳能行业提升控制技术水平。并充分考虑多能互补集成，实现综合节能控制，开发更为先进的综合能效监测平台，为科研机构、太阳能行业、最终用户提供更为精准的数据依据，为提升行业整体水平、提高用户使用体验发挥更积极的推动作用。
参考文献
[1] 佟辉.北方高寒地区太阳能集中供热水系统的应用[J].黑龙江电力，2014，36（4）：354-356.
[2] 杨华.北方地区太阳能热水系统典型应用实例简析[J].城市建设理论研究：电子版，2012（16）.
[关键词]高寒地区；煤矿；太阳能；热水；应用；
中图分类号：TP85 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）12-0205-02
神东煤炭集团是全国首个2亿吨商品煤生产基地，在生产世界领先的清洁煤炭的同时也十分重视自己的节能环保，近年来也在不断积极探索太阳能热水系统在矿区的应用，从2007年起，陆续在不同场合建设了太阳能热水系统，在实际使用过程和后期优化改造过程中总结了一些经验以及教训，并相应的探索出了一些新的思路与方法。
1 神东集团早期太阳能系统使用情况
1.1 早期建设太阳能系统概况
集团矿区于2007年起，相继在大柳塔矿、上湾矿、活鸡兔井、生产服务中心、锦界矿带家公寓楼、维修二厂、维修三厂、李家畔生态园小区1-14#楼、教培中心、集团办公楼、21-26#楼等场所，投资2222.26万元，建设了日产热能力为585吨、共计34套太阳能热水系统（见下表）。
1.2 使用过程中存在问题
从前表可以看出，早期建设的太阳能热水系统基本在使用一个冬季以后，开始陆续出现故障，甚至出现部分系统直接瘫痪不能使用等状况。经过组织相关部门现场调研，结合物业管理部门问题反馈，存在以下几点主要问题。
1.2.1招标技术要求不够明确，部分厂家有漏洞可钻
技术要求不明确主要体现在两个方面，一是用水量估算太过保守，对于矿井职工浴室用水场合用水浪费现象预计不足，导致实际用水量远远大于设计产能；二是虽然对系统水箱吨位进行了要求，但对于吨水集热面积配比每个厂家设计标准不一，导致部分系统水箱容积满足配置，但集热面积配置不足。
1.2.2国家、行业相关标准存在界定缺陷
国标GB/T20095-2006《太阳能热水系统性能评定规范》第6.1条，对于太阳能系统的热性能技术要求中，以“集热器日得热量”，“升温性能”，“水箱保温”3项热性能指标作为太阳能热水系统的性能标准，并没有引入正常使用过程中“吨水使用能耗”指标，导致厂家只追求系统集热，而忽略了系统用水过程中的综合节能设计，存在实际使用中热水利用率不高的缺陷。如热水用到一半温度就因补入的冷水中和而降低、用水过程由于水箱温度分层导致的始终使用的是水箱底部的低温水等诸问题。
1.2.3产品技术早期相对落后
太阳能行业属于新兴产业，尤其在早期相对技术尚未成熟，各个厂家产品技术参差不齐、有的是产品相对成熟而系统集成设计相对落后。
1.2.4设计方案早期相对不够成熟
早期太阳能单机较为成熟，主要是由于其系统一体化小型应用，无复杂逻辑控制，但作为一个大型系统，其集热阵列、管网系统、循环机组、储热供热等集成形式发生变化，必然需要复杂的逻辑控制功能来支撑稳定运行。而早期系统由于缺乏广泛的应用经验，大部分系统控制技术相对简单，控制理论尚未成熟，导致热利用率低下、用热稳定性低、越冬性能差等问题较为突出。
1.2.5主体建筑太阳能一体化设计不完善
太阳能供水回水系统管路完全有别于自来水或暖气运行方式，建筑主体在设计中太阳能热水供应方式完全照搬自来水管网设计，供回水管网全部采用下供上回方式，这样太阳能水箱设置在屋顶的楼段，供回水管网就形成双U型（W型）供回水管路，加上而每个单元户型管道井布置不同，热水回水管路长度不同，同程性相对较差，与太阳能末端回水控制结合后，造成各户型回水不均衡，导致部分用户需要放一段时间积水后才能出热水。
1.2.6矿区水质硬度对系统运行造成一定影响
我国北方地区水质普遍较硬，而矿区水质更为突出，主要体现在集热系统、水箱、供回水管路结垢现象严重，影响集热效果和供水顺畅。而系统定期除垢后，由于垢质化解脱落，对于双U型（W型）供回水管网极易产生垢质沉积在U型底部而阻塞管道，造成较高的维护工作量。
2 优化改造及新产品、新技术应用探索
2.1 优化改造措施
為解决矿区生活热水民生问题，2011年3月份，经集团公司领导集体研究，决定对已安装的太阳能浴水系统进行优化改造。经过相关部门联合组织对多家单位投标方案进行研究比对，优选出最佳中标方案，对李家畔生态园小区太阳能系统进行了全面优化改造。
由于是旧系统改造，已安装的主要产品设备、建筑主体内管网无法改变，因此，重点对可优化的系统设计缺陷、控制系统进行改造。
2.1.1改造重点
a、集热阵列回水不均衡、不同程问题；
b、强制式温差循环热损大、循环机组依赖性强的问题；
c、水箱温度分层对供水品味影响的问题；
d、防冻热损及安全越冬瓶颈问题；
e、控制系统不能远程在线监测问题；
f、表象故障设备的修复更新。
2.1.2改造措施
a、集热系统分区优化及同程改造
改造过程中将大型集热面积分区小型化、不对称阵列独立分区控制，每个分区就是一个独立的集热系统。对于大型串并联系统而言，并联数量越少，同程等流性能越优越，克服了原有系统不论集热面积大小、阵列多少、阵列是否对称、是否同程，均当做一个阵列来控制，导致热回水不均衡的缺陷；同时避免了大型集热阵列局部高温引发的爆管现象，热利用更加充分。
b、强制温差式循环优化优化为条件式温差循环 自来水补入水箱后，利用循环泵将水箱低温水与集热器高温水进行置换产热的过程称为强制式温差循环，该方式生产热水必须依赖循环泵；而条件式温差循环是利用自来水管网自身压力，将自来水先进入集热器加热后再补入水箱，当水箱热水产满后，如果仍然有充足光照，集热器温度高于水箱设定温度时，启动循环泵进行二次升温的过程。因此，条件式温差循环在首次产热的过程中，无需循环泵工作，只是在二次升温的时候才启动循环泵。这样降低系统产热对于循环泵的依赖，实现了循环泵节能运行及延长使用寿命的作用。
c、单水箱模拟双水箱2级低温过滤优化
由于热水密度小于冷水，因此水箱存在温度分层现象，热水处于水箱上半部，末端低温回水会沉入水箱底部，这样热水供水就会收到一定影响。将单水箱中间进行隔板隔离后，模拟形成俩个水箱，低温水回到一级水箱进行沉淀过滤后进入二级水箱，一般出水口会高于水箱底部一定距离，那么二级水箱底部也可以存留一部分低温水，形成二级过滤设计，底部低温水通过循环泵与太阳能热水进行置换，这样有效克服了末端低温回水和防冻循环低温回水对热水的中和效应，提高热水供应温度平均性。
d、防冻功能优化及越冬保障优化
原系统虽然具有伴热防冻、温差循环防冻功能，但仍然存在越冬瓶颈问题，归其原因，是其控制原理缺陷导致。采用室外管道温度探头控制防冻功能，由于室外管路分布、保温密封、风口光照等因素的不确定性，导致温探测量点定位难以放置在最易结冻的位置，再加上大型串并系统不同程不等流现象，导致探测循环温度不够准确，这也是导致大多数系统不能过冬的根本原因。优化为环境温度+排空防冻改造后，在冬季环境温度低于5°时，夜间自动将集热器管网内的水回流排空至水箱；凌晨日出前自动充满管网，实现了冬季夜间的防冻问题，也避免白天空晒爆管问题，同时大大降低了集热器的“散热器效应”，稳定而节能。
e、控制系统远程监测优化改造
原太阳能系统均不具备远程在线监测、控制、报警功能。经常出现漏水、故障等情况，必须维护人员巡检检查或用户报修才能知晓。本次改造采用当前最先进的云集热APP远程在线智能控制系统，具备了远程运行监测、远程控制维护、远程故障报警功能，大大提高了故障响应时间，在用户报修前即可发现故障，及时维护。
f、表象故障设备的维修更换
对于原系统存在的水泵烧毁、阀门冻坏、到达寿命使用年限的设备部件进行了维修、更换。
2.2 改造优化效果
优化改造后，系统运行稳定性大大提高，2011年起至今未发生结冻故障，设备故障报修率大大降低。
改造后，实现了全区系统的远程自动化监测，可以在监控中心和手机APP端实时对系统进行远程监测，大大降低了维保人员巡检工作强度，实现了24小时不间断、多人、多次不受限制的远程监测巡检。
能耗方面，在未改造前，安装水电表对系统进行了为期一个月的跟踪记录，由于存在水箱热损及供回水循環热损，使用电辅助加热，吨水电费高达98.72元。改造后吨水电费降为5.84元（含阴雨天），节能效果非常明显。
2.3 新产品新技术应用
已建集热系统存在爆管漏水瘫痪教训，有必要借此契机探索新技术产品的应用效果，在得到改造单位的保障承诺后，集团公司同意采用该公司《双真空超导热管专用太阳能集热器》进行改造。
双真空超导热管专用集热器采用不锈钢内胆密封焊接，真空管内无水，具有超导集热热效高、抗冻耐压、爆管不漏水等优势。改造后实际运行效果证明，该新型产品热效率明显优于已建系统，9-14号楼夏季需要关闭部分集热器以降低水箱温度。后期在哈拉沟洗煤厂采用此集热系统成功替代燃煤锅炉供应浴水，取得良好的运行效果。
3 矿区太阳能系统应用总结与未来展望
3.1 北方太阳能应用经验总结
通过对李家畔生态园太阳能系统改造优化及后期使用效果来看，太阳能在北方地区并不是完全不能适应，但是要求太阳能企业必须重视提升产品综合性能、攻克控制技术难点、完善系统设计方案。本文就应用经验总结如下，期望对太阳能企业及北方高寒地区用户有所启发。
3.1.1高寒地区对太阳能防冻控制提出更高要求
由于矿区地理纬度高，冬季气温较低，根据改造前冬季情况来看，主要体现为管道与水泵冻裂情况严重。因此，冬季防冻控制应结合现场不同情况采取多种条件、多种措施相互配合、互为备份、发挥综合功效来保障越冬安全性。
3.1.2常规集热器适用于小型系统，大型系统须使用保障性能更高的集热器
普通走水真空管由于存在爆管漏水问题，维护时效性要求高，因此适用于用水要求不高的场合；矿井浴室用水量大的场合，必须采用爆管不漏水、安全保障性能更高的集热器，同时大型面积应考虑阵列的分区控制，提高稳定性，局部故障不会影响到整个集热系统；
3.1.3矿井职工浴室用水场合集热器与水箱配置
煤矿职工浴室突击用水量较大，日用水总量较大，此前矿井系统普遍存在设计产能不足现象，因此设计中必须确保有足够的产热面积、足够的水箱配置，建议储水箱在满足配置的基础上，留出10-20%余量，以备不时之需。
3.1.4矿井职工浴室用水场合免拆维护设计
煤矿生产需有不间断性，要求热水同样不间断供应，即使系统维护，也要有备用方案。因此，系统在设计中因充分考虑水泵、水箱等设备的维护过程中，保留备用设计，尽可能采用一用一备配置、免拆清洗维护等设计。
3.1.5充分利用现场废余热，多能综合互补设计
由于煤矿企业生产特性，现场一般均有其他产热设备，比如集中中央空调冷却塔废热排放、矿井空压机余热利用、井下水排放、浴室洗浴废水排放等蕴含大量的余热可利用，应充分利用与太阳能实现多能互补综合节能设计。
4 太阳能应用未来期望
4.1 替代锅炉供应浴水，节能减排
神东煤炭集团十多个煤矿及生活区都使用燃煤锅炉提供热水，仅夏季热水供应就耗煤2.2万吨，不仅能耗高，用人多，不经济，间歇运行对锅炉设备损害也大，还对企业总的节能减排任务完成造成较大影响。如果逐步将热水供应全部采用新技术的太阳能热水系统供给，夏季不用烧锅炉，每年可节煤2.2万吨，减少CO2排放5.72万吨，可实现经济和节能减排多重效益。
4.2 太阳能热利用产品的升级研发
太阳能虽然进入高速发展、相对成熟阶段，但仍然有拓展空间。据媒体报道，国外已研发出一种命名为“Vantablack”（梵塔黑）的新型“超黑材料”涂层，具有全波段超强吸光性能，反射率仅为0.035%。如果能作为太阳能真空管涂层，将大大提高集热效率，具备阴天甚至月光下的集热性能，必将引发新一轮太阳能热利用革命，期望有关科研机构和太阳能企业能有所切入。
4.3 具有综合节能利用综合集成控制系统
目前太阳能控制系统功能存在不完善性，需要太阳能行业提升控制技术水平。并充分考虑多能互补集成，实现综合节能控制，开发更为先进的综合能效监测平台，为科研机构、太阳能行业、最终用户提供更为精准的数据依据，为提升行业整体水平、提高用户使用体验发挥更积极的推动作用。
参考文献
[1] 佟辉.北方高寒地区太阳能集中供热水系统的应用[J].黑龙江电力，2014，36（4）：354-356.
[2] 杨华.北方地区太阳能热水系统典型应用实例简析[J].城市建设理论研究：电子版，2012（16）.