大面积联体太阳能采集热水系统的特点及应用

张 东

随着现代科技的不断发展，人们对生活的要求也越来越高，从我国能源结构及实际环境状况出发，发展利用太阳能热水系统是节约常规能源的有效途径之一，大面积联体太阳能热水循环系统以其环保、经济和能源可再生性越来越受到城区和边远地区的青睐，大面积联体太阳能热水循环系统将迎来高速发展的黄金时期。

表1 太阳能热水系统与各类常规能源锅炉经济效益的对比

1 大面积联体太阳能的特点

1)适用范围。大面积太阳能可广泛应用于宾馆、洗浴等热水供应场所及常规能源短缺等地区的大面积热水供应。

2)特点。大面积太阳能作为绿色能源，取之不尽、用之不竭;既具有节能、安全、方便、卫生等特点，又拥有“洁净、高效、环保之美誉”。采用大面积联体太阳能循环系统，可以最大限度的减少热量损失;升温快，热效高，供水量大;模块设计，任意组合，安装维护方便;系统承压运行，稳压可靠，水箱可放置在任何位置，随开随用。采用顶水或增压泵供热方式出水强劲有力;单个集热管意外损坏，系统照常运行;抵御自然灾害、台风及冰雹袭击，能耐受-50℃低温。采用太阳能与电热水器相结合的形式，优先使用太阳能，使太阳能热水器功能更为丰富;太阳能热水系统与建筑一体化的设计和安装，集热器与屋面的完美结合，克服了后置安装破坏建筑美观等问题。

2 主要技术指标

1)太阳能热水系统与各类常规能源锅炉经济效益对比见表1。

太阳能系统设备投资:300 000元。按每年有60 d阴雨天完全用其他能源辅助。

2)太阳能热水系统与各类常规能源锅炉社会效益对比见表2。

表2 太阳能热水系统与各类常规能源锅炉社会效益的对比

太阳能热水系统与各类常规能源锅炉社会效益对比，一个10 t的太阳能热水系统每年可减少CO2排放60 t;减少SO2排放0.6 t;减少 NOx排放0.3 t;减少粉尘排放 0.88 t。

3 运行原理

1)自动补水。当保温水箱中的水位低于三水位时，电磁阀打开进行补水，当保温水箱中的水位达到四水位时关闭电磁阀，停止补水，满足全天24 h用水。

2)集热温差循环。集热器温度 T1与集热水箱中的水温 T2温差不小于5℃时，循环泵启动，将集热器中热水打进集热水箱中，当两者温差不大于2℃时，循环泵自动停止。

3)辅助加热。电加热:定时电热(可设定 00:00～23:59)，在设定时间段内若恒温水箱中的水温低于设定温度5℃时，辅助电加热对水箱中水进行加热，达到设定温度时停止。

4)防冻循环。冬季当集热管路中温度低于5℃时，系统控制循环泵开启进行循环，将水箱内热水打进集热器;当管道温度升高至10℃时，系统控制关闭循环泵，以防止循 环管路冻堵(冬季使用)。

5)水箱间循环。水箱间循环，当水箱的水温低于集热水箱中的水温5℃时，循环泵启动，将集热水箱中的热水打进水箱中，当两者温差不大于2℃时，循环泵自动停止。

6)防冻电热。当水箱温度低于10℃时，电加热打开，达到15℃时，电加热关闭。

7)高温断续循环。当集热器温度高于95℃，且仅高于水箱温度2℃～10℃范围内时，泵每循环10 min，停20 min(防空晒炸管)。

8)定时定温管道循环。在设定时段内(1 d可设定3次)，当管道中温度低于设定温度5℃时，启动循环泵，进行管道循环，当管道中温度T4达到设定温度时，关闭循环泵，管道循环停止。所有室外管道在有效保温之内缠敷电伴热带，防止管道冻堵。

4 工程应用

1)应用实例。我公司承建的太行山大峡谷青龙峡大河宾馆工程中的热水系统成功的运用了该系统，现已投入使用;我公司施工的长治高新区建设发展有限公司综合服务楼的热水循环系统成功运用该系统，现已投入使用。

2)施工工序。熟悉设计图纸→设备及材料检验→测量定位及基座安装→设备安装→设备固定→管道敷设(下料、连接)→管道固定→管道水压试验→系统调试及验收。

3)应用效果。经回访用户反映效果很好，无噪声、节能、环保;根据用户需要提供热量，没有出现过热或过冷现象。同时得到了建设单位、监理单位和社会各界的赞誉和认可。

5 结语

随着城市建设对环保的要求越来越高和对能源的利用率，以及某些城市限制使用锅炉等因素，那么，大面积联体太阳能采集热水系统在某些城市及边远山区的使用将会愈来愈多，联体太阳能采集热水技术也将向着成熟和完善的方向继续发展。