太阳能热水系统与燃气锅炉系统并网的探讨

太阳能热水系统与燃气锅炉系统并网的探讨摘要：本文对太阳能热水系统与现有燃气锅炉系统在大学校园中的并网运行进行了探讨，提出了具有可操作性的实施办法，大力倡导节能减排。

关键词：太阳能；热水系统；并网
中图分类号：tk51 文献标识码：a 文章编号：1673-8500（2013）01-0064-01
一、项目简介
近些年来，随着常规化石能源的紧缺，价格不断上涨，风能、水能、太阳能等可再生能源逐步受到人们的关注与青睐，在2006
年1月1日《中华人民共和国可再生能源法》正式实施后，越来越多的人开始关注环保、关注可再生能源建设、关注太阳能等可再生能源的利用。

作为高等校园，一个热水消耗巨大的单位，也应该加大力度探究如何节约能源、如何节约运行成本、如何找到一种合理、可靠、安全、高效、经济的新型能源，得以为众多师生创造良好的生活环境。

华北电力大学作为国家的一所知名大学，有责任和义务承担起节能环保的重任，为国家的节能减排事业贡献自己的力量。

我们的项目旨在探讨如何更好地利用太阳能，如何实现大学校园内太阳能热水系统与燃气锅炉系统的并网运行，并试图通过此举，探索出普遍适用于各大高校的节能减排模式，开启高校浴室节能减排的新进程。

1.华北电力大学共有师生15000余人，学校锅炉房统计数据显示，每日洗浴的人数约为4000～5000人，占总人数的26.7～33.3%。

2.水消耗量：根据学校统计，华北电力大学浴室实行插卡计时计费用水模式，计算出每人每日用水量大约为45kg/人，热水温度38～40℃，因此每日热水消耗量约为225t。

3.备用能源：备用燃气锅炉，与浴室系统原有的水换热器联合使用；
4.供水时间：冬季，每日12：00～21：00。

夏季，每日14：00～21：30
5.取水模式：插卡计费取水。

二、规划与设计方案
本项目本着充分利用太阳能这一可再生能源，节省运行成本，全智能化运行的理念进行探讨与设计。

1.结合北京光照条件以及日用热水量225t等现有数据，我们推算得到该系统太阳能集热面积为1237.5㎡。

并且选用φ47×1500×50型太阳集热模块，单组模块6.25㎡，横插管结构，共需145组，模块采用对插式结构，既可以节省安装空间，又可以节约投资成本，安全可靠、热效率较高、性价比较高。

2.规划设计1个40t方形不锈钢保温水箱，并采用恒温处理，利用原有的60t玻璃钢水箱，保证玻璃钢水箱内水的温度不高于42℃，镀锌板外壳，80mm聚氨酯保温。

3.太阳能集热循环系统分为2个子循环系统，根据安装场地情
况，每个子循环系统设置2台循环水泵（一用一备），以控制温差。

4.保整箱内水温恒定。

5.设置安装一套全智能控制装置，具有自动上水、防冻循环、水温水位显示、温差循环、手动增压等功能。

6.设置安装一套远程控制装置，便于值班人员的远程可操作性，实现对系统的实时监控。

7.设置安装视频监控系统，值班人员可在设备故障发生时在远端及时发现问题。

8.太阳能供热水管与现有水换热器联合使用，当太阳能水温超过38℃时，换热器暂停使用，当在阴雨天或在光照不足的天气，换热器启用，对太阳能热水实行二次加热至预先设定的温度。

9.浴室整体采用插卡计时方式取水，单管方式供水最大限度节约用水。

太阳能热水系统与燃气锅炉系统流程图：
三、系统特点
1.整体规庞大
太阳能安装共计使用真空管6700支，太阳能集热器145组，占地3552㎡，有效集热面积837.5㎡，实现日均产水量225t。

2.高度智能化
该系统采用全智能化控制，操作简单，无繁杂操作步骤，易于管理，且具有水位水温显示、自动供水、温差集热循环、防风防雷防冻等功能，并设置远程控制系统，视频监控系统，实现了高度智
能化。

3.普遍适用性强
该系统具有非常高的可普及性，除可使用于华北电力大学，可普及到其他各高校，以及部队、企事业单位、宾馆、酒店等地点。

四、技术创新
此系统独创采用远程智能控制系统、视频监控系统、全智能化控制，无须人工操作，随时跟踪运行情况，且安装故障报警装置。

本系统首次在太阳能热水系统上安装视频监控系统，并采用太阳能光伏发电系统监控电源，操作人员在远程即可监管设备的实时运行情况。

本系统特别针对公共浴室供水特殊性，设置了恒温供水装置，保证水温保持在37～39℃。

五、成本分析与环境效益
经计算，本系统可节约煤2000kg/天，煤价按照500元/t计算，平均可节约运行费用1000元/天，每年按照300天有效时间统计，共计可节约运行成本30万元/年，本系统按照15年的使用寿命估算，期间共可节约运行费用450万元，对于高能耗的学校而言，节约出的如此巨大的费用可充分用于其他项目的开发和建设中去，具有极高的实用意义。

太阳能属于清洁、无污染、可重复利用的能源，对比安装该系统前，安装后本系统可减少煤炭用量300t/年，减少二氧化硫排放量7t/年，减少氮氧化物排放量4t/年，减少烟尘排放量6t/年，按
照15年的使用寿命预计，共可减少二氧化硫排放量105t，减少氮氧化物排放量60t，减少烟尘排放量90t，具有十分可观的社会价值。

参考文献：
[1]孙严权，孙桂莲，袁家普.太阳热水系统管道保温的设计计算[j].中国建设动态.阳光能源.2004，（02）：36-39.
[2]王庆生.太阳能热水器及其在住宅建设中应用的探讨[j].安徽建筑.2002，（03）：94-94.。