烟厂太阳能干燥项目技术分析
1项目概况
云南省大理市大理烟厂采用烟草干燥热源系统，共设计2000m2热管式全玻璃真空太阳能集热器（金刚集热器SLL5821（R）-30-D/S）。系统在烟草干燥低温温度段提供热源，采用纯净水作为供热工质，供热温度为42℃，回热温度为35℃。系统配备1台容积为40t的不锈钢储热水箱，用于储存太阳能热媒工质。太阳能系统采用温差循环工作方式对水箱中的水进行加热，太阳能热媒通过板式换热器将热量传递到供热末端，供热末端采用工厂现有干燥热风系统。系统配备空气源热泵作为辅助热源，在阴雨天等热量不足的情况下，系统自动启动空气源热泵进行加热。系统配备防过热装置，当太阳能系统过热时，采用风冷式设备对太阳能过热水进行降温，避免出现系统高温运行情况。
2案例特点
太阳能烟草干燥系统是采用太阳能综合热利用系统取代传统能源的一个典范，具有一定的行业前瞻性。该项目采用高稳定性的热管式全玻璃真空太阳能集热管作为核心集热器件，克服传统全玻璃真空集热管在大面积使用时故障率高的问题，适合可靠性、安全性要求高的工业级大型系统使用。
3设计计算
3.1太阳能集热面积与选型
4设计方案
4.1主要设备配置（如表1所示）
4.2.1集热温差循环
当集热器阵列上循环出口温度T1 和太阳能储热水箱温度T2的温差达到设定值时（如7℃），集热循环水泵启动，加热储水箱内的水，当温差低于设定温度时（如3℃），集热循环水泵停止加热；水箱设超温保护：即水箱水温高于70℃（可设定），循环加热系统停止工作。
4.2.2系统补水控制
为了保证热水的供应舒适度，更有效地利用太阳能热水，系统补水采用电磁阀经集热器阵列下循环进口处补水的方式。电磁阀通过定时段、定水位、定温方式补水，具体如下：水箱设满水位与保护水位。
1. 在保护水位段，不受时间段限制，只要低于保护水位，电磁阀就开启补水。
2. 高于保护水位段时，电磁阀开始受时间段、集热器阵列出口温度及满水位控制，当集热器水温高于50℃（可设定）时，系统开启冷水电磁阀，从集热器下循环口补进冷水，温度低于45℃（可设定）停止补冷水，或至水箱满水位为止。
此补水方式可保证全天候供应热水。
4.2.3空气源热泵辅助加热
在阴雨天或光照不足，太阳能加热的热水不能满足使用要求的情况下，采用空气源热泵辅助加热。
当水箱水温低于设定温度（如35℃，可调整）时，热泵辅助加热循环泵与空气能热泵启动，水箱内的低温水在循环水泵的作用下进入热泵换热器内、经热泵加热后回流水箱，如此循环加热，直至水温达到设定温度（如42℃，可调整）时，热泵辅助加热循环泵与空气源热泵停止工作。
4.2.4热水供水
系统供热方式采用增压循环泵进行供水，直接与板式换热器相连。
4.2.5热水回水
为了保证用水温度，系统实行温度控制回水，实现节能、节水目的。
当回水管末端温度低于设定温度（如35℃，可调整）时，回水泵开启，储热水箱内的高温热水进入供热水管网中，供热水管网内的低温热水回流至储热水箱内；经过一段时间后，当回水管末端温度达到设定温度（如42℃，可调整）时，回水泵关闭，回水停止。
4.3设计方案特点
1. 辅助加热可以根据水箱内热水温度的高低自动选择运行空气源热泵的数量，即：水温较低时，热泵运行数量多；水温较高时，热泵运行数量少，并可自行切换。
2. 设置了保底水位，不仅能保证用水量，同时最大限度地节约辅助加热空气源热泵运行能耗。工程现场空气源热泵布局如图2所示，工程现场热管式全玻璃真空管太阳能集热器布局如图3所示。
图2工程现场空气源热泵布局
图3工程现场热管式全玻璃真空管太阳能集热器布局
5经济效益分析
5.1使用太阳能集热系统节能量
本项目经行业内专家及权威机构鉴定、检测、评审，各项指标均达到设计预期目标，被评选为行业内环保、节能、降耗、减排示范项目。
