分析煙廠太陽能干燥項目技術

1項目概況 　　云南省大理市大理煙廠采用煙草干燥熱源系統，共設計2000m2熱管式全玻璃真空太陽能集熱器（金剛集熱器SLL5821（R）-30-D/S）。系統在煙草干燥低溫溫度段提供熱源，采用純凈水作為供熱工質，供熱溫度為42℃，回熱溫度為35℃。系統配備1臺容積為40t的不銹鋼儲熱水箱，用于儲存太陽能熱媒工質。 　　太陽能系統采用溫差循環(huán)工作方式對水箱中的水進行加熱，太陽能熱媒通過板式換熱器將熱量傳遞到供熱末端，供熱末端采用工廠現有干燥熱風系統。系統配備空氣源熱泵作為輔助熱源，在陰雨天等熱量不足的情況下，系統自動啟動空氣源熱泵進行加熱。系統配備防過熱裝置，當太陽能系統過熱時，采用風冷式設備對太陽能過熱水進行降溫，避免出現系統高溫運行情況。 　　2案例特點 　　太陽能煙草干燥系統是采用太陽能綜合熱利用系統取代傳統能源的一個典范，具有一定的行業(yè)前瞻性。該項目采用高穩(wěn)定性的熱管式全玻璃真空太陽能集熱管作為核心集熱器件，克服傳統全玻璃真空集熱管在大面積使用時故障率高的問題，適合可靠性、安全性要求高的工業(yè)級大型系統使用。 　　3設計計算 　　3.1太陽能集熱面積與選型 　　4設計方案 　　4.1主要設備配置（如表1所示） 　　4.2.1集熱溫差循環(huán) 　　當集熱器陣列上循環(huán)出口溫度T1和太陽能儲熱水箱溫度T2的溫差達到設定值時（如7℃），集熱循環(huán)水泵啟動，加熱儲水箱內的水，當溫差低于設定溫度時（如3℃），集熱循環(huán)水泵停止加熱；水箱設超溫保護：即水箱水溫高于70℃（可設定），循環(huán)加熱系統停止工作。 　　4.2.2系統補水控制 　　為了保證熱水的供應舒適度，更有效地利用太陽能熱水，系統補水采用電磁閥經集熱器陣列下循環(huán)進口處補水的方式。電磁閥通過定時段、定水位、定溫方式補水，具體如下：水箱設滿水位與保護水位。 　　1. 在保護水位段，不受時間段限制，只要低于保護水位，電磁閥就開啟補水。 　　2. 高于保護水位段時，電磁閥開始受時間段、集熱器陣列出口溫度及滿水位控制，當集熱器水溫高于50℃（可設定）時，系統開啟冷水電磁閥，從集熱器下循環(huán)口補進冷水，溫度低于45℃（可設定）停止補冷水，或至水箱滿水位為止。 　　此補水方式可保證全天候供應熱水。 　　4.2.3空氣源熱泵輔助加熱 　　在陰雨天或光照不足，太陽能加熱的熱水不能滿足使用要求的情況下，采用空氣源熱泵輔助加熱。 　　當水箱水溫低于設定溫度（如35℃，可調整）時，熱泵輔助加熱循環(huán)泵與空氣能熱泵啟動，水箱內的低溫水在循環(huán)水泵的作用下進入熱泵換熱器內、經熱泵加熱后回流水箱，如此循環(huán)加熱，直至水溫達到設定溫度（如42℃，可調整）時，熱泵輔助加熱循環(huán)泵與空氣源熱泵停止工作。 　　4.2.4熱水供水 　　系統供熱方式采用增壓循環(huán)泵進行供水，直接與板式換熱器相連。 　　4.2.5熱水回水 　　為了保證用水溫度，系統實行溫度控制回水，實現節(jié)能、節(jié)水目的。 　　當回水管末端溫度低于設定溫度（如35℃，可調整）時，回水泵開啟，儲熱水箱內的高溫熱水進入供熱水管網中，供熱水管網內的低溫熱水回流至儲熱水箱內；經過一段時間后，當回水管末端溫度達到設定溫度（如42℃，可調整）時，回水泵關閉，回水停止。 　　4.3設計方案特點 　　1. 輔助加熱可以根據水箱內熱水溫度的高低自動選擇運行空氣源熱泵的數量，即：水溫較低時，熱泵運行數量多；水溫較高時，熱泵運行數量少，并可自行切換。 　　2. 設置了保底水位，不僅能保證用水量，同時最大限度地節(jié)約輔助加熱空氣源熱泵運行能耗。工程現場空氣源熱泵布局如圖2所示，工程現場熱管式全玻璃真空管太陽能集熱器布局如圖3所示。 　　本項目經行業(yè)內專家及權威機構鑒定、檢測、評審，各項指標均達到設計預期目標，被評選為行業(yè)內環(huán)保、節(jié)能、降耗、減排示范項目。（北京清華陽光能源開發(fā)有限公司谷山、王雪春）