探討太陽能配鍋爐輔助加熱系統(tǒng)設(shè)計

0前言 　　對于熱水用水要求高的地方，如酒店、賓館等，常常會使用到鍋爐。隨著科技的不斷進(jìn)步，鍋爐不斷更新?lián)Q代，種類多樣，有燃?xì)忮仩t，蒸汽鍋爐、電鍋爐等。為了更加節(jié)能環(huán)保，通常加入太陽能系統(tǒng)，本文以實際工程為例，簡述太陽能配燃?xì)忮仩t設(shè)計方法。 　　1工程概況 　　1.1項目概況 　　本項目位于合肥市，熱水主要用于宿舍樓、職工活動室淋浴房、廚房及辦公區(qū)洗手等日常生活熱水用水，日總用熱水量120噸。 　　采取集中集熱、集中供熱熱水系統(tǒng)設(shè)計，輔助熱源為燃?xì)忮仩t。 　　1.2氣象資料 　　合肥地處中緯度地帶（北緯31毅52憶），位于江淮之間，全年氣溫冬寒夏熱，春秋溫和，屬于暖溫帶向亞熱帶的過渡帶氣候類型，為亞熱帶濕潤季風(fēng)氣候。年平均氣溫15.7益，日照2100多個小時，年緯度傾角日均輻照量為11.873MJ/m2。 　　2光熱系統(tǒng)設(shè)計 　　本項目巧妙采用雙水箱設(shè)計，一個為集熱水箱，一個為保溫水箱。集熱水箱作為預(yù)熱水箱，最大限度利用太陽能，提高初始水溫，從而減少鍋爐制熱量，達(dá)到節(jié)能的目的。 　　2.1系統(tǒng)原理 　　2.1.1集熱循環(huán)控制 　　太陽能熱水系統(tǒng)采用溫差循環(huán)控制，當(dāng)溫差大于設(shè)定溫度時集熱循環(huán)泵啟動，當(dāng)溫差小于設(shè)定值時則關(guān)閉。 　　2.1.2輔助加熱控制 　　當(dāng)保溫水箱水溫低于設(shè)定溫度時，燃?xì)忮仩t開始加熱，達(dá)到設(shè)定溫度時，燃?xì)忮仩t停止加熱。 　　2.1.3加壓供回水工作原理 　　通過加壓泵供給末端使用，末端回水利用回水泵回到供熱水箱。 　　2.1.4 補水工作原理 　　集熱水箱時刻處于滿水位狀態(tài)，集熱水箱的水依靠頂水補水。 　　2.1.5 缺水保護 　　為防止水泵空轉(zhuǎn)，當(dāng)水箱水位低于設(shè)備工作最低水位下限時，水泵及燃?xì)忮仩t停止工作，系統(tǒng)強制啟動補水至設(shè)定最低水位上限，所有保護設(shè)備恢復(fù)正常工作狀態(tài)。系統(tǒng)原理如圖1所示。 　　2.2系統(tǒng)配置說明 　　本項目共配備780m2高效平板集熱器，集熱器安裝于屋頂，與屋面成30毅夾角鋪設(shè)。水箱采用不銹鋼矩形組合水箱，放置于樓下設(shè)備間。 　　太陽能熱水系統(tǒng)的集熱器采光面積可根據(jù)日平均用水量、用水溫度、當(dāng)?shù)厝站栞椪樟?、太陽能保證率、集熱器全日集熱效率等參數(shù)依據(jù)《建筑給水排水設(shè)計規(guī)范》進(jìn)行計算。 　　經(jīng)計算并根據(jù)屋面實際情況，實際擺放集熱板780m2，不足部分采用輔助加熱。 　　本項目平板集熱器選用雙腔高性能藍(lán)膜平板集熱器。平板集熱器設(shè)計引用雙腔結(jié)構(gòu)邊框，在原有集熱器保溫層外部再增設(shè)一層空氣保溫層，提高集熱器整體熱性能，液體流通通道與集熱器內(nèi)部吸熱保溫空間完全隔離，從而保證集熱器內(nèi)部腔室不受積液影響。集熱器剖面如圖2所示。集熱器布置如圖3所示。 　　2.3防凍設(shè)計 　　合肥冬天氣溫低，采用間接換熱系統(tǒng)，即在集熱循環(huán)管道內(nèi)充注低冰點太陽能防凍專用介質(zhì)，以免設(shè)備及管路冬天被凍壞。 　　2.4熱水系統(tǒng)防雷施工 　　熱水系統(tǒng)防雷施工保證系統(tǒng)設(shè)備、管道及金屬支架按設(shè)計要求可靠接地，按設(shè)計要求添加必要的接閃器，接地導(dǎo)體采用Φ12mm 以上鍍鋅圓鋼，導(dǎo)體搭接長度不小于6 倍導(dǎo)體直徑，搭接位置采用雙面焊接，焊接后做好防腐處理。 　　防雷接地主要是采用接地導(dǎo)體與建筑樓面現(xiàn)有避雷均壓環(huán)連接，各設(shè)備或金屬支架采取就近連接的原則，集熱器各排支架可全部連接在一起后與建筑均壓環(huán)連接，每排集熱器連接節(jié)點不少于2個。系統(tǒng)金屬部件與均壓環(huán)間的連接電阻不大于0.03Ω。 　　2.5輔助加熱設(shè)計 　　輔助加熱選用燃?xì)忮仩t，熱量高，加熱快，占用空間小，特別適合大量集中用水性質(zhì)的熱水工程或采暖系統(tǒng)。燃?xì)獗旧碜鳛橐环N清潔能源，相比電鍋爐或燃煤鍋爐，更加節(jié)能環(huán)保。 　　2.6控制系統(tǒng) 　　系統(tǒng)采用PLC 智能遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，性能穩(wěn)定，用戶可通過遠(yuǎn)程Web 配置管理功能直接訪問集群應(yīng)用的太陽能熱水控制系統(tǒng)，實現(xiàn)所有太陽能熱水系統(tǒng)的遠(yuǎn)程實時監(jiān)控和管理。 　　遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)采用先進(jìn)的計算機技術(shù)和通信技術(shù)，采用低功耗嵌入式設(shè)備、內(nèi)嵌操作系統(tǒng)對集群應(yīng)用的太陽能等可再生能源與各種輔助能源加熱設(shè)備進(jìn)行智能化匹配和自動控制，并通過安裝數(shù)據(jù)計量和采集裝置，借助遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸手段，實現(xiàn)在線控制管理、數(shù)據(jù)采集和能效動態(tài)監(jiān)測等多功能的分散測控、集中操作和可視化管理。 控制系統(tǒng)的安裝，按“預(yù)埋、預(yù)留”、“先暗后明”、“先主體后設(shè)備”的原則施工。 　　3結(jié)語 　　考慮到太陽能專業(yè)設(shè)計人員在鍋爐系統(tǒng)設(shè)計上和鍋爐設(shè)計人員在太陽能系統(tǒng)運用上可能存在一定的短板，為了更好地彌補彼此，做到術(shù)業(yè)有專攻，故采用雙水箱設(shè)計方法，可有效保證燃?xì)忮仩t加熱的穩(wěn)定性，同時最大限度利用太陽能。此種方法可用于鍋爐改造項目。（珠海興業(yè)新能源科技有限公司呂龍龍）