十堰平板太阳能热水工程案例解析
来源：中国太阳能工程
1项目概况
翔龙 半山尚由国家住宅中心组织专家实地指导作为全国第44个国家级健康住宅试点项目。坐拥十堰城中生态胜地四方山风景区，地处张湾区凯旋大道中段。
作为城市中的山体建筑，翔龙·半山尚在总体规划上，建筑依山而建，最大化保留原生山地，形成独特的自然、建筑与人和谐共生的半山建筑。项目层层退台附于山坡之上，融于山势之中，点缀其间，与山、水、人和谐地融为一体；规划还引入时尚、高品质的城市化生活元素，将自然与现代的都市生活融为一体。
项目地址:十堰市张湾区凯旋路98号；
项目占地：3.9万㎡；
项目总建筑面积：98574㎡（不计地下部分）；
住宅建筑面积：90276㎡；
商业建筑面积：8298㎡；
容积率：约2.5；
绿化率：39%。
2设计资料
2.1项目基本情况（见表1）
表1项目基本情况
2.2日用热水量：120kg/户/日；合计1108户；
2.3热水供给方式：24h供应热水；
2.4冷水计算温度：15℃；
2.5热水计算温度：55℃。
3主要设备技术参数
3.1选用的平板型太阳能集热器规格参数（见表2）
表2平板型太阳能集热器规格参数
3.2所选CLHS0.1-95/70-Q燃气炉技术参数（见表3）
表3CLHS0.1-95/70-Q燃气炉热水炉技术参数
4系统设计方案
4.1半山尚项目各栋楼太阳能燃气炉辅助中央热水系统（1～8号住宅楼）
根据半山尚各栋住宅楼热水供应特点及日用热水总量，同时结合各楼的建筑结构，为每栋楼各单元分别设计一套独立的太阳能-燃气炉加热辅助中央热水系统，每栋楼各单元配置的太阳能热水系统均安装在屋顶，水箱和燃气炉及水泵等安装在设备间内，每栋各单元的系统配置见表4。
表4各单元燃气炉、水箱配置
4.2每栋楼单个太阳能热水系统配置说明
每栋楼每个单元的太阳能热水系统配置的面积相同，每个子系统配置1个6m3的储热保温水箱和1个4m3的恒温水箱，并配置1台燃气热水机组，对恒温水箱循环加热。冷水由补冷水电磁阀定时定量地向储热水箱中补充；恒温水箱的水由直流泵通过燃气炉从储热水箱中定量抽取，恒温水箱作为供热水水箱直接将里面的热水通过自动加压泵供应到热水管网中。为确保用热水期间各个取水点随时打开即可使用到恒定温度的热水及减少排放冷水造成的浪费，系统配置了1套定温回水装置。按照用热水人数、日用热水量及日用水总量等要求，每栋楼每个单元配置的太阳能-燃气炉辅助加热系统所配置的水箱总储水量完全可以满足每日的总热水量需求：在实际用热水需求量大于水箱总储水量的季节，定温直流泵可以根据恒温水箱保护水位的情况定量补入适量的冷水经燃气炉定温加热后使用；而在实际用热水需求量低于水箱总储水量的季节，也可以通过调整恒温水箱保护水位，减少每日的补水量以减少辅助加热能耗（如果需要辅助加热的话），既可以达到系统适应季节用热水需求量的变化，又能够有效节约辅助加热的能耗。图1为高层住宅平板太阳能集中供水系统。
5系统控制说明
5.1太阳能循环系统的控制
太阳能系统采用小温差循环，即通过设在太阳能集热器阵列末端出口与保温水箱下部两个测温点之间的温差控制循环泵的工作状况：当温差较大时（△T=3～6℃），温差控制器发出指令，循环泵工作，水在太阳能集热器内循环加热；当温差较小时（△T=1～2℃），循环泵停止工作，如此反复。在日照正常情况下，保温水箱内的水温到晚上使用时可达到设定的使用温度，此时无须进行辅助加热，供热水时热水直接由保温水箱供出。
5.2燃气炉加热控制
燃气炉辅助加热受恒温水箱的水温、水位和设定的时间控制。当恒温水箱水位未达到设定的水位，燃气炉开启加热，当燃气炉内水温达到设定温度时，定温直流泵开启，自太阳能热水系统储热水箱抽水，将炉内的热水压到恒温水箱储存，直到炉内温度低于设定温度时停止，燃气炉继续以定温方式工作，此过程如此反复，直到恒温水箱水满为止；当储热水箱的水位达到满水位或控制上限水位时，如果由于回水或系统散热损失而使恒温水箱水温低于设定供水温度时，则燃气炉和炉循环泵开启工作，使恒温水箱的水在燃气炉与水箱之间循环加热，直至达到设定的使用水温时燃气炉和炉循环泵停止，如此反复，可确保系统正常的热水供应。
5.3补冷水系统的控制
本热水系统所配备的水箱的总储水量基本可以满足每个住宅楼每户每天的用热水需求，考虑住宅楼热水用水量变化的实际情况，太阳能系统的冷水由配置的补冷水电磁阀定时、定量补入储热水箱（半山尚各栋楼系统），并且在供应热水的过程中按照用水量的大小，限量补充部分冷水。
5.4系统供回水的控制
热水由恒温水箱经自动加压泵供出，系统所配备水箱储水量完全能满足每栋楼用户每天用热水需求。为确保各个出水点的热水质量，系统设置了一套定温回水装置，回水温度控制器自动检测管网末端的温度，如果管内水温低于设定的回水温度下限值（一般为45℃，可调），定温回水电磁开启和自动加压泵开启，将管网中已经降温的水循环到恒温水箱中重新进行加热，直至管网末端的水温达到设定的回水温度的上限值为止（一般为50℃，可调），从而保证了每个用热水点的温度恒定，同时减少不必要的浪费。
5.5系统防冻的控制
考虑到用户所在地，冬天环境温度在0℃以下，为了确保设备安全运行，必须有可靠的防冻措施，本项工程防冻措施如下：
1.超低温防冻循环
太阳能循环管内温度≤6℃，太阳能热水系统的强制循环泵启动，系统中的水在水箱—太阳能下循环管—太阳能集热器—太阳能上循环管之间循环，直到循环管内温度达到10度时停止，从而达到防冻防结冰效果。
2.排空防冻循环
太阳能热水系统循环管内温度≤5℃，太阳能热水系统的强制循环泵停止，防冻排空电磁阀打开，将太阳能集热器和循环管内的水排到储热水箱内，从而达到防冻的效果。
3.伴热带防冻
太阳能热水系统的冷水管和供热水管防冻采用自限式伴热带防冻，即在管路温度降到设定温度（如5℃以下），伴热带自动开启，将管路温度加热到设定温度上限时停止（如10℃）。
6太阳能热水系统减排量
133t的太阳能热水系统每年可节约：
2.2252×107kJ/（20900×50％）＝2129.33kg（标准煤热值：20900kJ/kg）；
标准煤:245d×2129.38kg＝521.698kg（取521.7t）；
减少CO2排放:1304.25t；
减少SO2排放:13.04t；
减少NOX排放6.52t；
减少粉尘排放:1.878t。
7项目安装效果（见图2）
