济宁方圆小区太阳能热水项目案例简析
来源：中国太阳能产业联盟网
1 工程概况
山东省济宁市方圆住宅小区建设地点为济宁市崇文大道以南、东临小屯片区、西临原九九集团片区，建筑面积约25万m2，共建设高层建筑15栋楼，其中1栋～15栋共13栋楼1784户安装使用太阳能热水系统。太阳能热水系统采用集中集热、集中储热、分户供水的模式安装，在每户的供水末端设计一个即热式电热水器作为太阳能辅助热源。图1为济宁市方圆住宅小区俯瞰图。
2系统设计原理
在每栋楼的楼顶设置大面积的平板太阳能集热器和组合式水箱，系统为直接式系统，冬季采用排空回流防冻，集热器和水箱之间采用温差循环方式运行，系统定时供应热水，以保证太阳能系统高效运行和控制运行费用，在每户供水末端设置即热该项目总计安装平板集热器4084m2。
3.2设计方案控制说明
本系统为平板太阳能中央供热水系统，在室外温度0℃以下不能使用。太阳能集热器采用排空措施防冻；初级为太阳能加热，至楼下室内为即热式电热水器加热，辅助热源在太阳能系统不能提供达到要求温度热水时辅助加热，整个系统为全自动控制。
3.2.1系统整体运行原理说明
室外温度＞2℃且晴好天气，系统充分利用太阳能集热器在日照有效时间内加热冷水，集热器采用温差强制循环方式对保温水箱里的水进行加热，本项目辅助加热设备为楼下用户自行配备的即热式电热水器装置。用水时段，保温水箱里的水直接供至楼下用户，热水经过每户配备的电辅助加热装置，楼下用户可根据保温水箱出水水温手动进行辅助加热。例如，用户可以通过室内安装的温度显示器观测保温水箱的水温，如保温水箱水温＞40℃时，用户则不需要开启即热式电热水器进行辅助，如保温水箱水温＜40℃，用户可以开启即热式电热水器，对保温水箱的出水进行适当的辅助加热。当室外温度＜2℃时，系统自动开启排空功能，把集热器及管路里的水排出，从而避免系统被冻坏的情况发生。楼下用户则直接利用即热式电热水器加热冷水使用。
晴好天气，用户可以使用楼面保温水箱提供的热水，当保温水箱水温不能满足用户淋浴需求时，用户可以直接使用每户自身配备的电热水器，从而达到节能的效果且不会影响用户使用热水的质量。
3.2.2太阳能循环控制
本系统采用温差循环控制原理；通过设在太阳能系统的上循环高温探头T1、保温水箱内温度探头T2，以检测上、下循环管内的水温温差，与之相连的温差控制器控制太阳能集热循环泵的工作与否，当T1－T2≥△T1时（△T1宜取5～8℃），温差循环泵启动；当T1－T2≤△T2时（△T2宜取1～3℃），温差循环泵关闭。
3.2.3补水控制
太阳能预热水箱的补水：当太阳能预热水箱内的水位＜10%水位，补水电磁阀开启，补冷水进太阳能预热水箱，至水位100%时停；补冷水端设置硅磷晶防结垢装置。
3.2.4太阳能水箱内电辅助加热控制（防冻电热）当太阳能水箱内的热水温度<2℃时，电加热辅助装置（屋面水箱内配备适当大小的电辅助装置）启动加热至10℃停止加热。以防止屋面水箱冬季过冷冻结。
3.2.5太阳能系统排空控制太阳能循环管路系统设排空电磁阀，当太阳能循环管路内温度<2℃（可设定）时，电磁阀开启，将循环管路及平板集热器内的循环介质水排空，确保系统内的水不能残留在管路及集热器内，有效保护平板集热器系统的安全运行。
3.2.6加压供水控制在用水时间段内，为确保各个用水点的热水力，系统设置了一套热水加压装置，在用水时，热水供水泵自动启动，从而保证各用水点的力，在非用水时段内，热水供水泵停止工作。
4节能量计算
4.1集热系统得热量
