河北省承德围场赛罕家园小区太阳能热水项目案例简介
Abstract This article briefly describes the paddock Manchu and Mongolian Autonomous County, Hebei Province, the home district senior Saihan solar hot water projects. The project uses a centralized collector, household solar thermal storage heating and creative use of the anti-bombing, anti-overheating, anti-water, anti-power, since frost can pressure all-glass vacuum tube collectors, as alpine region residential building solar hot water system provides a good role model.
Keywords Focus collectors, thermal storage household solar water heating system The basic principle of the system Energy Saving Analysis
1 工程概况
河北省围场满族蒙古族自治县赛罕家园小区，位于河北省最北部，地处东经116°32′～ 118°14′，北纬41°35′～42°40′。项目包括赛罕家园北区1#、2#、3#、4#住宅楼及赛罕家园A、B座住宅楼。1#住宅楼18层，2#、3#、4#住宅楼17层，A、B座住宅楼15层。该项目共包括554户，总建筑面积115971.1㎡。
为达到工程项目的整体节能标准，住宅热水供应采用太阳能热水系统。太阳能热水系统选用集中集热—分户储热方式。集热器和缓冲水箱安装于屋面，分户水箱安装于住户卫生间和主管道进行热交换。
2 系统运行原理
2.1系统总体设计
本项目采用每单元设计一套集中集热、分户储热太阳能热水系统，系统原理图如下（见图1）：
图1：太阳能系统原理图
2.2太阳能系统基本原理说明
系统设计一个集热器膨胀水箱和一个系统缓冲水箱。集热器和集热器膨胀水箱采用自然循环的方式进行加热。系统通过集热器内置换热盘管利用集热器吸收的太阳能。集热器换热盘管和用户水箱盘管通过定温+温差循环的方式循环加热分户水箱中的热水，循环介质为防冻液。
（1）在设定的补水时间区间内，当膨胀水箱水位H1低于设定水位，电磁阀R启动；当膨胀水箱水位H1达到设定水位，电动阀R停止。
（2）当膨胀水箱水位H2低于保持水位时，控制器声光报警，提示补充防冻液。
（3）当补液及缓冲水箱满水时，当T1-T2≥8℃且T1≥35℃（可调）时，太阳能循环泵启动;T1-T2≤3℃或T1≤35℃时，太阳能循环泵停止。
（4）冷水防冻采用热水管路伴热的方式防冻，无伴热条件的通过引风的方式，利用室内热风防冻。
2.3分户水箱系统基本原理说明
（1）每户设计安装一个100L卧式盘管搪瓷承压水箱。通过水箱温度和供热主管路温度之间的温差进行循环控制。
当水箱温度小于60℃，且水箱温度低于主管路温度时，户用电动阀开启，水箱进行循环换热加热；当水箱温度达到60℃或水箱温度不低于主管路温度时，户用电动阀关闭，水箱停止循环换热加热。
（2）当太阳能不足时，水箱内置的电加热辅助热源启动，保证系统的24小时用热水需求。
3 系统特点
（1）系统选用天普抗炸管抗过热抗缺水抗断电自防冻能承压全玻璃真空管集热器（见图2）。该集热器是在全玻璃真空管集热器内置两根不锈钢波纹管，使热水箱内的生活热水与集热器内传热工质分开，因此系统工作时，集热器能承受6kg以上的压力。每一支真空集热管和联集箱中的水与换热循环管道并不相通，即使玻璃真空管意外损坏一支，只是减少了损坏处局部吸热效果，系统仍可正常运行。同时，真空管中的水为传热“介质水”，几乎不消耗，不再有钙镁离子补充，因而真空管玻璃内壁不易水垢，可长久保持高效率的集热效果。系统换热盘管采用防冻液作为循环介质，抗冻性能优越。
图2：天普抗炸管抗过热抗缺水抗断电自防冻能承压全玻璃真空管集热器
（2）太阳能集热系统采用定温+温差的循环方式，避免了无效的低温循环。
（3）冷水管路防冻采用热水管路伴热的方式防冻，无伴热条件的通过引风的方式，利用室内热风防冻，并在所有冷水管路上安装电伴热带防冻。多重防冻措施保证系统不冻结。
4太阳能系统配置
太阳能热水系统的配置如下表（表1）：
表1 太阳能系统配置表
通过上表可知：本项目太阳能总采光面积为：1065 m2。
5 节能效益分析
5.1太阳能年节能量
承德地区属于我国太阳能利用的Ⅱ 类地区——资源丰富区。太阳辐照量17.660MJ/（m2 d）。根据承德的太阳能辐照资源，考虑太阳能的效率、热损的影响，本系统太阳能年节能量按公式（1）计算：
（1）式中：
——年平均节能量，单位：MJ/a；
——太阳集热器的采光面积，单位m2，本项目太阳能采光面积总和为1065 m2；
——太阳集热器采光面的太阳辐照量，单位 KJ/m22。喀什地区为17.660MJ/(m2·d)；
——太阳集热器效率，无量纲。取0.6；
——管路及贮水箱热损失，无量纲。取0.1；
——一年的天数；
通过计算：
MJ
全年常规能源替代量按照公式（2）计算：
（ 2）
式中：
——标准煤的热值，取29308MJ/Kg；
——燃煤锅炉的效率，取60%。
通过计算：
t/a
即：太阳能每年替代标准煤210.8t/a。
5.2 CO2、SO2、粉尘减排量
CO2、SO2、粉尘减排量分别按公式（3）计算：
（3）
式中：
——减排量，单位t/a；
——排放因子，CO2排放因子2.47，SO2排放因子0.02，粉尘排放因子0.01。
通过计算： 
t/a, 
t/a, 
t/a。
太阳能系统每年的 CO2 减排量为520.7t/a，SO2减排量为 4.2t/a，粉尘减排量为 2.2t/a。
系统部分安装图片：
图3：屋面太阳能集热器安装
图4：室内分户水箱的安装
