宾馆太阳能热水工程系统设计思路概况

太阳能热泵

      近年来，我国大多数城市（镇）的宾馆都实施了"煤改气（油、电）"的环保政策，造成洗浴热水费用剧涨，不少的宾馆为了降低洗浴热水的成本和费用，纷纷安装了太阳热水系统，既解决了环保问题，又降低了洗浴热水的运行成本，收到了很好的效果。 对于宾馆来说，全天24小时供应热水是绝大多数宾馆对热水供应的基本要求。因此，宾馆太阳热水系统的设计主要是如何才能实现这一基本要求，并考虑系统的可靠、合理、方便、安全等因素。榆林富民环保工程有限公司在宾馆太阳热水系统设计方面积累了丰富的经验。本文仅就这方面的设计经验和体会与各位同行探讨。

一、宾馆太阳热水系统设计思路

      太阳能的优点在于环保、可免费使用；但其缺点恰恰是每天的太阳辐射具有不确定性。晴天时可以达到20，000KJ/d·M2；阴雨天时，不足晴天时的20%；另外，季节变化，太阳辐射量也有较大的变化。因此，仅靠太阳能来满足全天24小时供应热水是不现实的。通常的做法是采用太阳能与其它辅助能源联合供应热水的方法，优先利用太阳能产生的热水，当太阳能不足时，再利用辅助能源补充。这种设计方案达到了既利用了太阳能源，又实现了宾馆全天24小时洗浴热水的要求。

二、辅助能源的选择

      从理论上讲，任何一种能源都可以作为太阳能的辅助能源。但是，由于太阳能具有不确定性的缺点，因此，应选择可靠、随用随有的能源作为太阳能的辅助能源。目前，太阳能常用的辅助能源形式主要有燃气、电加热、暖气换热等。燃气、电加热都具有可靠、随用随有的优点。在有燃气的地方，如果不考虑初始成本的话，应尽量选用燃气作为辅助能源，没有燃气的地方，则选用电加热作为辅助能源。如果，其所在的地区有采暖设施，同时选用暖气换热作为太阳能的第二辅助能源，可以有效的降低冬季电辅助加热运行费用过高的问题。

三、太阳集热器类型的选型

      目前国内使用的太阳集热器主要有平板集热器、真空管集热器、热管和U形管集热器。平板集热器可承压运行，且运行可靠，但一般只在春、夏、秋三季使用，冬季使用时，需做防冻处理（系统充防冻液或其他防冻措施）；真空管集热器在零下25℃条件下，仍可产生热水，可一年四季使用，且冬季利用太阳能的效率最高，是目前普遍使用的产品，但存在会发生真空管破碎漏水的可能；热管集热器可在零下50℃条件下使用，但其冷凝端（加热端）表面积仅是真空管的百分之一，易结水垢，换热效果不如真空管，适合在北方高寒地区使用。上述产品各有其优缺点，应根据宾馆的具体情况选择合适的太阳集热器类型。

      有人推荐太阳能热水器串联工程，但其结构简单，适合家庭或小面积工程使用。存在需每天人工上水和上满水后关阀门的问题；不同热水器之间存在上水不平衡问题；与一个大水箱相比，多个小水箱并串联，造成单位热水容量的散热表面积大，水箱散热损失增大等问题；不便于安装辅助加热，如果分散安装辅助加热，控温不方便，且安全措施不易保证；目前一些厂家虽推出了一些控制器，但实际应用中仍存在不可靠，易出现故障等问题。总之，家用太阳热水器是为一家一户设计的产品，用于大面积太阳热水系统，存在诸多的缺点和不便。

      工程用集热器没有储热水箱，可根据现场情况任意串并联，系统运行便于控制，易于配置辅助加热系统，使用管理比较方便。因此，最好应选用工程用太阳集热器。

四、系统设计主要应考虑的问题

      1、太阳热水系统运行方式的合理性、先进性、可靠性。
对于宾馆使用的太阳热水系统，一般应设计成直流定温与温差循环相结合的运行方式，当储热水箱水位不满时，系统采用直流定温方式运行；当储热水箱达到满水位满时，系统自动转入温差循环，通过提升储热水箱的热水温度，来储存太阳集热器得到的热能。

      2、优先利用太阳能源，当太阳能不足时，再利用辅助能源补充加热热水。宾馆的用热水量随用热水人数的变化而变化，如何达到既充分利用了太阳能产生的热水，又及时补充由于太阳能产热水不足造成的热水短缺，是设计时应特别注意的问题。过分地利用辅助能源产生热水，会造成热水费用的增加和太阳能产热水的浪费；辅助能源补充不及时，又会造成热水短缺，无法实现全天24小时供热水。由于太阳辐射量变化的无规律性，宾馆用水量的不确定性，这些都直接影响辅助加热时间的长短。这种变化，可以通过智能控制器来检测、判断、确定何时启动和停止辅助加热，达到优先利用太阳能源，当太阳能不足时，再利用辅助能源补充热水的目的。

      3、控制系统的全自动化、智能化、先进性、可靠性。太阳热水系统的控制除了上面提到的定温控制，温差循环控制，辅助加热智能控制外，还需考虑防冻控制，远程监控等。目前，智能控制的方法很多，但控制器的功能以及智能化程度差别很大。应用PLC可编程控制器，为实现太阳能控制系统的自动化智能化带来了极大的方便和可能，并提高了控制系统的可靠性。

      4、太阳能系统与建筑物的协调性、方便性。对于太阳集热器与储热水箱的摆放位置和摆放方式，除了要考虑是否有利于太阳能采光、系统循环、管路布局、日常维护等因素外，还应考虑是否与所处的建筑风格相协调。太阳热水系统至少应做到不破坏建筑的整体风格。

      5、工程系统的经济性。太阳集热器的种类不同，其特点也不同，各有其适应的范围。因此，应根据其特点来加以选择。并非最贵的就是最好的。关键要看其用途。