朱桂華　張曄

前言

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們的生活水平日益提高，學(xué)生對(duì)住宿的要求也相應(yīng)提高。如今，能源危機(jī)使得節(jié)能減排成為首要目標(biāo)，太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)，是高等學(xué)校在后勤中普遍使用的方法。

作為清潔能源的一種，太陽(yáng)能是安全、經(jīng)濟(jì)的，國(guó)內(nèi)利用太陽(yáng)能提供采暖和生活熱水的技術(shù)日臻成熟，大幅減少了在熱水系統(tǒng)中能源消耗，同時(shí)，也為高校中，許多的宿舍樓、生活區(qū)的新建和改建，提供了更為經(jīng)濟(jì)的技術(shù)方案。

1 當(dāng)?shù)靥?yáng)能資源

常州工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院位于江蘇省常州市，E119°57′，N31°41′，年屬亞熱帶季風(fēng)氣候，氣候溫和濕潤(rùn)，四季分明；日照充足。冬夏較長(zhǎng)，春秋較短。全年平均氣溫為15.7℃。年無(wú)霜期300d左右。全年平均日照1400～2200h，年輻射量419萬(wàn)～502萬(wàn)（kL/m2·a），具有豐富的太陽(yáng)能資源，如表1所示常州地區(qū)氣候和太陽(yáng)能輻照資料。

集熱板性能參數(shù)如下：集熱板效率說(shuō)明，根據(jù)太陽(yáng)能產(chǎn)品質(zhì)量檢測(cè)中心檢測(cè)，集熱板瞬時(shí)效率截距為0.73；玻璃采用超白低鐵鋼化安全玻璃，厚度3.2mm，抗壓強(qiáng)度為75kg/m2，透光性達(dá)91.3%；整板藍(lán)鈦吸熱膜，采用藍(lán)膜吸收率達(dá)0.95，發(fā)射率為0.104，吸收比為0.93；集熱板采用巖棉保溫，厚度45mm，玻璃蓋板采用硅膠密封抗老化防水（確保高溫和集熱板同壽命）；防雷：集熱板陣列在分布的區(qū)域安裝避雷針陣列，與建筑物的避雷系統(tǒng)焊接，確保電阻小于1Ω。

4.2 燃?xì)鉄崴畽C(jī)組

4.3 儲(chǔ)熱水箱

系統(tǒng)中配置10t水箱8只，儲(chǔ)熱水箱均采用不銹鋼，內(nèi)板為SUS304-2B，厚度2.0mm，底板為1.5mm，內(nèi)頂板為1.0mm；外板為SUS202厚度0.8mm。采用聚胺脂發(fā)泡保溫，保溫厚度為50mm。

4.4 水泵

水泵為德國(guó)“威樂”系列水泵，性能穩(wěn)定；先進(jìn)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，效率高；采用高效葉輪，噪聲更??；設(shè)定溫度自動(dòng)啟停，具有過載、缺相、短路、漏電等故障保護(hù)，故障自動(dòng)切斷電源并報(bào)警。采用高級(jí)密封件，不漏水、壽命長(zhǎng)，有良好的使用性能。

4.5 避雷裝置

太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)的避雷裝置與建筑避雷系統(tǒng)連成一體。

5 系統(tǒng)功能

3#學(xué)生宿舍有A樓和B樓，根據(jù)學(xué)校實(shí)際能耗情況，天然氣流速不能完全滿足1600人滿負(fù)荷使用，因此，需要最大化利用太陽(yáng)能集熱系統(tǒng)的前提下，采用A樓和B樓各獨(dú)立一套系統(tǒng)，太陽(yáng)能系統(tǒng)和水箱換熱采用板式換熱器換熱。

5.1 系統(tǒng)配置

A樓設(shè)計(jì)熱水用量30t，配置3臺(tái)10t水箱、集熱器（2000mm×1000mm×80mm）208塊、10臺(tái)燃?xì)鉄崴?，出水管徑DN65，出水量22.9m?/h。

B樓設(shè)計(jì)熱水用量為50t，配置5臺(tái)10t水箱、集熱器（2000mm×1000mm×80mm）392塊、20臺(tái)燃?xì)鉄崴?，出水管徑DN80，出水量35m?/h。

5.2 系統(tǒng)運(yùn)行

根據(jù)學(xué)校實(shí)際使用情況，采用定時(shí)供應(yīng)生活用熱水。

本系統(tǒng)使用間接循環(huán)，利用板式換熱器，將太陽(yáng)能集熱板采集的熱量傳遞至儲(chǔ)熱水箱中，循環(huán)加熱，提高生活用水溫度。

太陽(yáng)能系統(tǒng)利用板式換熱器間接加熱，通過水箱底部的感溫探頭及太陽(yáng)能板的感溫探頭進(jìn)行系統(tǒng)自動(dòng)識(shí)別，采用溫差循環(huán)，當(dāng)平板集熱器與太陽(yáng)能水箱溫差大于設(shè)定“溫度上限8℃”時(shí)，集熱循環(huán)泵啟動(dòng)循環(huán)；集熱器與太陽(yáng)能加熱水箱溫差小于“溫度下限 4℃”時(shí)，停止循環(huán)，如此往復(fù)，逐步將水箱溫度提升到設(shè)定溫度。

太陽(yáng)能循環(huán)系統(tǒng)先對(duì)1#10t水箱集中加熱，當(dāng)水箱溫度，達(dá)到設(shè)定溫度55℃時(shí)，停止對(duì)1#水箱加熱；開始對(duì)2#10t水箱加熱，當(dāng)水箱溫度達(dá)到設(shè)定溫度55℃時(shí)，停止對(duì)2#水箱加熱；繼續(xù)對(duì)下一個(gè)水箱加熱。如在14：00（可設(shè)置時(shí)間）1#水箱溫度不能到達(dá)設(shè)定溫度55℃時(shí)，10臺(tái)燃?xì)忮仩t同時(shí)對(duì)該水箱進(jìn)行輔助加熱。完成1#水箱加熱后，再切換到2#水箱加熱，2#水箱完成后，對(duì)3#水箱加熱，以此類推?？梢愿鶕?jù)學(xué)生的實(shí)際使用情況，調(diào)整加熱時(shí)間，以確保在供應(yīng)學(xué)生集中使用熱水之前至少有一箱熱水可供使用。用水順序從1#、2#、3#等依次使用，這樣，在用水時(shí)間節(jié)點(diǎn)前，系統(tǒng)盡量采用太陽(yáng)能系統(tǒng)，確保太陽(yáng)能系統(tǒng)的最大化利用。在連續(xù)陰雨天時(shí)，確保1號(hào)水箱熱水，在使用1#水箱時(shí)，系統(tǒng)同時(shí)對(duì)2#水箱進(jìn)行加熱，在使用2#水箱時(shí)，同時(shí)對(duì)3#水箱加熱，這樣可避免熱水用盡、學(xué)生等熱水的情況。

燃?xì)廨o助部分進(jìn)水安裝在水箱的中部，出水安裝在水箱底部，當(dāng)冬天或陰雨天太陽(yáng)能不起作用的情況下，10t水按15℃上升到55℃計(jì)算，10臺(tái)燃?xì)鉅t為一組，同時(shí)集中對(duì)一臺(tái)水箱加熱，需要66min，這樣在用水時(shí)間點(diǎn)前，預(yù)計(jì)學(xué)生對(duì)熱水的需求量，提前1～3h開始對(duì)水箱進(jìn)行輔助加熱，確保使用時(shí)有1～2箱熱水。

6 經(jīng)濟(jì)效益分析

7 結(jié)語(yǔ)

本文研究了太陽(yáng)能熱水技術(shù)在常州工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院的校園建設(shè)中的應(yīng)用，并對(duì)其在應(yīng)用過程中的經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)行了計(jì)算。太陽(yáng)能熱水技術(shù)的應(yīng)用，降低了能源消耗量，提高了學(xué)生生活質(zhì)量，為未來(lái)校園建設(shè)采用太陽(yáng)能技術(shù)提供科學(xué)的理論依據(jù)。

參考文獻(xiàn)

[1] GB50364—2005.民用建筑太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)規(guī)范[s].

[2] 鄭瑞澄.民用建筑太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)工程技術(shù)手冊(cè)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2005.

作者簡(jiǎn)介：朱桂華（1964-），男，江蘇靖江人，常州工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院后勤處講師、工程師，學(xué)士。研究方向：材料和新能源；張曄（1983-），女，江蘇南通人，常州燕潤(rùn)能源科技有限公司，碩士。