太陽能熱水系統在煤礦企業中的應用

路敦鵬（兗礦東華建設有限公司地礦建設分公司,山東鄒城273500）

太陽能熱水系統在煤礦企業中的應用

路敦鵬
（兗礦東華建設有限公司地礦建設分公司,山東鄒城273500）

摘要:傳統的煤礦企業的洗澡用的熱水供應一般是采用燃煤鍋爐蒸汽加熱的方式，這種方式耗能高、熱效率較低，而且還污染環境。而應用太陽能熱水系統來供應熱水，就表現出了明顯的優勢，低能耗、熱效率高，并且能實現無人值守，提高了工作效率，并減少了對環境的污染。本文首先從蒸汽過濾燃煤加熱水面臨的不足談起，分析了太陽能熱水器，重點論述太陽能熱水系統的應用和浴室太陽能熱水系統的組成，總之太陽能發電用于煤礦企業中，解決了我國大量用電問題。

關鍵詞:太陽能;熱水系統;煤礦

0引言

自20世紀90年代初以來，太陽能利用技術應用于民用的最大的成果是太陽能熱水器的普及和發展。太陽能熱水系統以其環保、節能、經濟、方便、衛生、安全等眾多優點被大眾所接受。特別是近年來，太陽能采集熱水因為其系統顯著的節能效果、方便的使用、良好的經濟效益和社會效益受到廣泛的關注和推廣。在大力倡導節能減排的社會背景下，礦井太陽能利用也勢在必行。

1蒸汽鍋爐燃煤加熱水面臨的不足之處

（1）消耗過高的能源，應用效率低。電消耗和燃煤都比較多，大概占成本的一本。

（2）在燃煤的時候，蒸汽鍋爐會將大量的二氧化硫和二氧化碳排出，且使大量的殘渣形成，這會對環境造成污染。

（3）要求專業工作者的維護以及操作。煤礦企業通常都是實施三班制，因此需要24小時持續地供應熱水，為了確保熱水供應，務必配備足夠的維護與司爐工作者，這增加了人工的費用支出。

（4）使用比較繁瑣。屬于獨特設備的鍋爐是我國強制檢驗的產品，每一年務必接受技術監督部門的一系列檢驗，且是有償的。再者，鍋爐維修以及操作工作者都屬于特別的工種，在進行上崗之前務必接受專業性的教育或培訓，以及要考試合格之后才可以上崗操作。最后，為了保障鍋爐運轉的正常性，要求對除垢劑和防垢劑等進行購置。而每一年的消耗品、培新，檢驗等成本大概占了總運行費用的兩成。

2太陽能熱水器分析

太陽能熱水器是通過太陽的能量把水由低溫向高溫加熱的設備，其組成部分是支架、儲水箱、玻璃真空集熱管及其有關的附件，玻璃真空集熱管是太陽能熱水器的關鍵裝置。在太陽管的照射之下，集熱管會升高溫度，而集熱管背陽光的面溫度不高，這樣使得溫差流動形成于管內，在熱水上浮下沉的影響下，持續地對水進行加熱，從而實現實際使用的需要。作為一種綠色和高效的能源的太陽能，特別是在南方地區有著非常大的吸熱優勢。太陽能熱水器不要求添加任何的燃料，借助能夠編程的微計算機進行控制，能夠使程控自動實現，也不要求專門的人員進行管理，其優勢是費用少、節能、環保，能夠被普遍地應用在部隊、醫院、學校、農場、機關、賓館、企業、水產養殖等集體使用熱水的地方，其投入屬于一次性的。然而，太陽能熱水器也存在較大的不足之處，也就是會受到天氣因素的制約，這就要求配置一些輔助加熱的設備，從而實現24小時使用熱水的需要。除此之外，太陽能熱水器需要一次性投入較多的費用，安裝占有較大的土地面積，并且受到環境的影響，通常的用戶較難接受。

3浴室太陽能熱水系統的組成

結合當今煤礦企業應用太陽能熱水系統的實際現狀，將雙管制開式系統廣泛地應用于煤礦浴室的熱水供應中，這個系統的幾個重要的組成部分是：穩壓冷水的單元、輔助加熱的單元、供應熱水的單元、存儲熱水的單元，太陽能制備熱水的單元等。

（1）太陽能制備熱水的單元:其主要組成部分是補水設備、集熱循環泵、集熱水箱、太陽能集熱器等，在工作的過程中，通過集熱循環泵對集熱水箱里面的存水進行抽取，從而向太陽能集熱器當中進行加熱，加熱水向集熱水箱返回，這樣持續地循環，進而將合乎需要的熱水制備出來。

（2）存儲熱水的單元:在制備好熱水之后，把水接入保溫水箱里面進行存儲。尤其是在北方的區域，熱水的保溫非常關鍵，它不但能夠確保不間斷的熱水供應，而且還可以實現能源的節省。并且在將強制循環系統設計在集熱水箱和保溫水箱間，進而確保保溫水箱里面存儲的水的溫度。

（3）供應熱水的單元:該單元的主要組成部分是淋浴器、熱水管道、熱水循環泵，在工作的過程中，保溫水箱的熱水借助熱水管道的重力作用對熱水進行供應。通常熱水管道的布置是環狀的，將熱水循環泵設置在供水管路的末端，從而提升熱水且向保溫熱水箱里面返回，進而即開即用管網里面的熱水。

（4）穩壓冷水的單元:通過崖頂保溫水箱提供浴室熱水的管路供水壓力，實現了均衡性的雙管制冷熱水壓，將一座穩壓冷水箱設計在屋頂，從而能夠對冷水管路壓力進行提供，以及同程布置熱水管路以及冷水管路。

（5）輔助加熱的單元:該單元是在太陽能制備熱水單元出現事故的情況下的備用裝置。一般來講，能夠劃分為下面的兩種：①熱煤輔助加熱系統，也就是通過煤礦鍋爐房的熱煤（一般是溫度較高的蒸汽或者是熱水）實施輔助性的加熱；②電輔助加熱系統，通過應用電能，在太陽能系統難以實現需要的情況下加熱水。

4結論

總之，太陽能利用技術和產業已由技術開拓期步人蓬勃發展時代，一個大規模利用太陽能的新時代—太陽能時代正在來臨。煤礦是能耗大戶，太陽能在煤礦的供熱系統中利用只是太陽能在煤礦中利用的起步階段，隨著技術的發展，太陽能必然將在煤礦的更多領域得到利用。

參考文獻：

[1]胡潤青,李俊峰.全球太陽能熱水器產業與技術發展狀況及啟示[J].太陽能,2007(02).

[2]羅運俊,何梓年,王長貴.太陽能利用技術[M].化學工業出版社,2005.

[3]李俊峰,王斯成.2007中國光伏發展報告[M].中國環境科學出版社,2007.

[4]王長貴.中國光伏發電產業與市場[J].太陽能學報(特刊),1999,(02).

作者簡介：路敦鵬（1986-），男，山東汶上人，本科，助理工程師。