1、学生公寓楼太阳燃气项目优化设计方案探讨摘 要：太阳能是清洁能源，学生公寓是集中用水比较多的地方，采用节能减排装置，太阳能集热是首选，考虑到阴雨天气必须要进行补热，何时补热，如何考虑太阳能集热的最好效果，需要对装置进行追踪且及时改变控制策略。要根据季节及时改变加热时间。供热水采用梯级供水，逐级加热水箱中的水到规定的温度。 关键词：太阳能利用优先，控制策略、节能 中图分类号： TE08 文献标识码： A 一、项目概述 本项目为供应学生宿舍洗浴热水，设计日提供 55热水 80 吨，该项目采用太阳能板集热配套燃气炉热交换系统补热的组合设计，当太阳能热量不足时，利用辅助能源燃气补充热能。 根据既有建筑的
2、实际条件和热水需求量，系统分为 A 座、B 座 2 套系统，其中 A 座配置 10 吨储热水箱 3 只，日总供应热水 30 吨，B 座配置10 吨储热水箱 5 只，日总供应热水 50 吨，2 套系统分别独立运行，同时宿管办公室配置远程控制和报警装置，可同时监视和控制 A 座、B 座系统设备的运行情况； 二、控制策略（方案） 1、控制指导思想 为了优先使用清洁能源太阳能，系统在控制部分设计过程中应最大限度地优先使用太阳能，在满足热水需求的前提下，尽可能降低常规能源的消耗，达到最大化的节能，同时必须保证系统安全、可靠和实用。 根据以上指导思想，项目采用梯级逐次加热方式，即在下午 4 点开始加热第一
3、个温度不满 55 度的水箱，如第一个水箱水温达 55 度，逐个检测后面水箱水温判断是否启动辅助加热，同时根据历年的用水情况及时启动或停止水箱数量来控制水量。分若干个水箱就是出于这样的考虑，但水箱又不宜过多，否则增加设备成本。 2、系统运行模式（以 A 座为例）： 按常规太阳能系统设计，A 座 30 吨水箱为一个加热系统，太阳能首先对 30 吨水箱进行加热，在设定时间内水温达不到设定值时启动辅助燃气热水炉对 30 吨水箱进行加热至所需温度，这样的运行模式为，每天系统都要加热 30 吨热水，无论用完与否； 根据工程学院 3#宿舍宿舍楼的使用热水使用情况，A 座最大用水量为 30 吨/日，实际用水量
4、受天气、气温影响波动较大，如常规系统设计，每天系统都加热 30 吨热水将会造成不小的能源浪费，因此，本项目中我们设计为 3 只 10 吨储热水箱逐个加热模式： 首先，太阳能循环系统先对 1 号 10 吨水箱集中检测加热，当 1 号水箱温度在下午 4 点（可设置）达到设定温度 55 度时，不启动辅助燃气炉对 1 号水箱加热；未达到设定温度 55 度时，启动辅助燃气炉对 1 号水箱加热至 55 度，然后依次对 2 号 10 吨水箱检测加热，对 3 号 10 吨水箱检测加热,；用水顺序也为 1 号、2 号、3 号依次使用，这样设计模式，在用水时间接点前系统尽量采用太阳能系统，确保太阳能系统的最大化利
5、用。在连续阴雨天时，确保 1 号水箱热水，在使用 1 号水箱时，系统同时对 2 号水箱进行加热，在使用 2 号水箱时，同时对 3 号水箱加热，这样即可避免热水用尽，又可满足学生所需热水。 同理，B 座系统配置 10 吨水箱 5 只，总水箱为 50 吨，系统同样采用逐个加热水箱的模式。 三、系统经过优化设计的方案可有效的提高节能效果，与常规系统方案相比有以下优点： 1、有效利用太阳能，减少常规能源的使用：因系统对水箱进行逐个加热，在阳光充足时，逐个加热全部水箱水温达到使用水温；在阳光不足时，也可加热部分水箱水温达到使用水温，避免因光照不足造成的整体水温偏低的问题，在用水量不大的情况下，不启动辅助
6、燃气炉也可满足使用要求；在阴雨、无光照时，辅助燃气炉在设定时间内同样采取逐个加热水箱的方式进行加热，同时根据前一个水箱水量的使用情况来判断加热水量，从而有效降低燃气的使用量，达节能目的； 2、可根据实际用水量调节加热水量：因热水使用量随着天气、气温变动而变化，系统的管理人员可根据实际情况人为的管理热水的加热量，即根据使用的情况和规律，开启需要加热的水箱数量； 3、系统水箱可单独运行，利于设备的维保：因系统采用逐个独立加热水箱，在设备出现故障或者设备保养（特别是水箱的清洗等维保）时，可单独关闭其中一只或多只水箱，进行相应的维保工作，系统供水功能而不受影响。 附图: 系统运行原理及原理图 1、温差
7、集热循环：当集热板温度 T1 温度高于水箱温度 T2（T2-1、T2-1）8 度时即 T1-T28时，集热水泵 P1、换热水泵 P2 同时启动进行换热，当 T1-T24时，集热水泵 P1、换热水泵 P2 同时关闭停止换热； 2、定时定温辅助加热：在设定时间内，系统检查水箱温度 T2（T2-1、T2-2）低于 55时，加热水泵 P3、燃气炉启动进行辅助加热； 3、水箱逐次加热切换：系统在每次启动集热、辅助加热前自动逐次检测水箱温度，如检测温度低于 55，按 1 号、2 号、3 号的顺序打开相应的循环阀门对水箱进行逐个加热，例：1 号水箱温度低于 55，系统打开电动阀 E1/1 和 E1/4 对 1 号水箱加热，当 1 号水箱温度低于 55时，系统关闭电动阀 E1/1 和 E1/4，停止对 1 号水箱加热，同时打开电动阀E2/1 和 E2/4，开始对 2、3 号水箱加热 参考文献： 1GB50364-2005，民用建筑太阳能热水系统应用技术规范s. 2郑瑞澄.民用建筑太阳能热水系统工程技术手册M北京：化学工业出版社,2005
