大面積聯(lián)體太陽能采集熱水系統(tǒng)的特點及應(yīng)用

張 東

隨著現(xiàn)代科技的不斷發(fā)展，人們對生活的要求也越來越高，從我國能源結(jié)構(gòu)及實際環(huán)境狀況出發(fā)，發(fā)展利用太陽能熱水系統(tǒng)是節(jié)約常規(guī)能源的有效途徑之一，大面積聯(lián)體太陽能熱水循環(huán)系統(tǒng)以其環(huán)保、經(jīng)濟和能源可再生性越來越受到城區(qū)和邊遠地區(qū)的青睞，大面積聯(lián)體太陽能熱水循環(huán)系統(tǒng)將迎來高速發(fā)展的黃金時期。

表1 太陽能熱水系統(tǒng)與各類常規(guī)能源鍋爐經(jīng)濟效益的對比

1 大面積聯(lián)體太陽能的特點

1)適用范圍。大面積太陽能可廣泛應(yīng)用于賓館、洗浴等熱水供應(yīng)場所及常規(guī)能源短缺等地區(qū)的大面積熱水供應(yīng)。

2)特點。大面積太陽能作為綠色能源，取之不盡、用之不竭;既具有節(jié)能、安全、方便、衛(wèi)生等特點，又擁有“潔凈、高效、環(huán)保之美譽”。采用大面積聯(lián)體太陽能循環(huán)系統(tǒng)，可以最大限度的減少熱量損失;升溫快，熱效高，供水量大;模塊設(shè)計，任意組合，安裝維護方便;系統(tǒng)承壓運行，穩(wěn)壓可靠，水箱可放置在任何位置，隨開隨用。采用頂水或增壓泵供熱方式出水強勁有力;單個集熱管意外損壞，系統(tǒng)照常運行;抵御自然災(zāi)害、臺風(fēng)及冰雹襲擊，能耐受-50℃低溫。采用太陽能與電熱水器相結(jié)合的形式，優(yōu)先使用太陽能，使太陽能熱水器功能更為豐富;太陽能熱水系統(tǒng)與建筑一體化的設(shè)計和安裝，集熱器與屋面的完美結(jié)合，克服了后置安裝破壞建筑美觀等問題。

2 主要技術(shù)指標

1)太陽能熱水系統(tǒng)與各類常規(guī)能源鍋爐經(jīng)濟效益對比見表1。

太陽能系統(tǒng)設(shè)備投資:300 000元。按每年有60 d陰雨天完全用其他能源輔助。

2)太陽能熱水系統(tǒng)與各類常規(guī)能源鍋爐社會效益對比見表2。

表2 太陽能熱水系統(tǒng)與各類常規(guī)能源鍋爐社會效益的對比

太陽能熱水系統(tǒng)與各類常規(guī)能源鍋爐社會效益對比，一個10 t的太陽能熱水系統(tǒng)每年可減少CO2排放60 t;減少SO2排放0.6 t;減少 NOx排放0.3 t;減少粉塵排放 0.88 t。

3 運行原理

1)自動補水。當(dāng)保溫水箱中的水位低于三水位時，電磁閥打開進行補水，當(dāng)保溫水箱中的水位達到四水位時關(guān)閉電磁閥，停止補水，滿足全天24 h用水。

2)集熱溫差循環(huán)。集熱器溫度 T1與集熱水箱中的水溫 T2溫差不小于5℃時，循環(huán)泵啟動，將集熱器中熱水打進集熱水箱中，當(dāng)兩者溫差不大于2℃時，循環(huán)泵自動停止。

3)輔助加熱。電加熱:定時電熱(可設(shè)定 00:00～23:59)，在設(shè)定時間段內(nèi)若恒溫水箱中的水溫低于設(shè)定溫度5℃時，輔助電加熱對水箱中水進行加熱，達到設(shè)定溫度時停止。

4)防凍循環(huán)。冬季當(dāng)集熱管路中溫度低于5℃時，系統(tǒng)控制循環(huán)泵開啟進行循環(huán)，將水箱內(nèi)熱水打進集熱器;當(dāng)管道溫度升高至10℃時，系統(tǒng)控制關(guān)閉循環(huán)泵，以防止循 環(huán)管路凍堵(冬季使用)。

5)水箱間循環(huán)。水箱間循環(huán)，當(dāng)水箱的水溫低于集熱水箱中的水溫5℃時，循環(huán)泵啟動，將集熱水箱中的熱水打進水箱中，當(dāng)兩者溫差不大于2℃時，循環(huán)泵自動停止。

6)防凍電熱。當(dāng)水箱溫度低于10℃時，電加熱打開，達到15℃時，電加熱關(guān)閉。

7)高溫斷續(xù)循環(huán)。當(dāng)集熱器溫度高于95℃，且僅高于水箱溫度2℃～10℃范圍內(nèi)時，泵每循環(huán)10 min，停20 min(防空曬炸管)。

8)定時定溫管道循環(huán)。在設(shè)定時段內(nèi)(1 d可設(shè)定3次)，當(dāng)管道中溫度低于設(shè)定溫度5℃時，啟動循環(huán)泵，進行管道循環(huán)，當(dāng)管道中溫度T4達到設(shè)定溫度時，關(guān)閉循環(huán)泵，管道循環(huán)停止。所有室外管道在有效保溫之內(nèi)纏敷電伴熱帶，防止管道凍堵。

4 工程應(yīng)用

1)應(yīng)用實例。我公司承建的太行山大峽谷青龍峽大河賓館工程中的熱水系統(tǒng)成功的運用了該系統(tǒng)，現(xiàn)已投入使用;我公司施工的長治高新區(qū)建設(shè)發(fā)展有限公司綜合服務(wù)樓的熱水循環(huán)系統(tǒng)成功運用該系統(tǒng)，現(xiàn)已投入使用。

2)施工工序。熟悉設(shè)計圖紙→設(shè)備及材料檢驗→測量定位及基座安裝→設(shè)備安裝→設(shè)備固定→管道敷設(shè)(下料、連接)→管道固定→管道水壓試驗→系統(tǒng)調(diào)試及驗收。

3)應(yīng)用效果。經(jīng)回訪用戶反映效果很好，無噪聲、節(jié)能、環(huán)保;根據(jù)用戶需要提供熱量，沒有出現(xiàn)過熱或過冷現(xiàn)象。同時得到了建設(shè)單位、監(jiān)理單位和社會各界的贊譽和認可。

5 結(jié)語

隨著城市建設(shè)對環(huán)保的要求越來越高和對能源的利用率，以及某些城市限制使用鍋爐等因素，那么，大面積聯(lián)體太陽能采集熱水系統(tǒng)在某些城市及邊遠山區(qū)的使用將會愈來愈多，聯(lián)體太陽能采集熱水技術(shù)也將向著成熟和完善的方向繼續(xù)發(fā)展。