摘 要：在2011年以前，由于神東李家畔生態(tài)園小區(qū)大部分太陽(yáng)能集熱系統(tǒng)處于停用狀態(tài)，為保障用戶正常用水，只能啟動(dòng)輔助加熱系統(tǒng)供熱，有的控制系統(tǒng)不能自動(dòng)工作，需要人工手動(dòng)。溫度低時(shí)啟動(dòng)電加熱，到達(dá)溫度關(guān)閉電加熱，因此產(chǎn)生較大運(yùn)行電費(fèi)、加熱管更換費(fèi)用及人力成本。因此對(duì)其進(jìn)行了太陽(yáng)能浴水系統(tǒng)的改造，系統(tǒng)改造完成后，公司組織了多個(gè)部門(mén)進(jìn)行了驗(yàn)收，并繼續(xù)對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行狀況進(jìn)行了半個(gè)月的運(yùn)行監(jiān)測(cè)跟蹤，并對(duì)系統(tǒng)改造前后做了對(duì)比分析及評(píng)審工作。

關(guān)鍵詞：太陽(yáng)能；浴水系統(tǒng)；改造分析

1 改造背景分析

李家畔生態(tài)園小區(qū)共有1-14#樓、教培中心、集團(tuán)辦公樓、21-26#樓共25套太陽(yáng)能系統(tǒng)，日產(chǎn)熱能力為247噸，分別于2007年-2009由5個(gè)太陽(yáng)能廠家承建。在質(zhì)保期結(jié)束后，由于沒(méi)有專(zhuān)業(yè)隊(duì)伍維護(hù)，或部分系統(tǒng)存在設(shè)計(jì)缺陷，導(dǎo)致出現(xiàn)冬季管道設(shè)備凍壞、系統(tǒng)帶病運(yùn)行甚至癱瘓等情況。為降低公司費(fèi)用成本，經(jīng)公司研究，采取了隔日并定時(shí)供水的措施：每周二、四、六、日的上午8時(shí)-12時(shí)、下午16時(shí)-20時(shí)定日定時(shí)供水方式。

2 系統(tǒng)的調(diào)研與準(zhǔn)備

系統(tǒng)調(diào)研：基于解決礦區(qū)居民生活用水民生實(shí)際問(wèn)題，2011年3月份，經(jīng)集團(tuán)公司領(lǐng)導(dǎo)集體研究，要求對(duì)已安裝的太陽(yáng)能浴水系統(tǒng)進(jìn)行徹底修復(fù)啟動(dòng)。為此，由集團(tuán)公司分管領(lǐng)導(dǎo)牽頭，成立專(zhuān)門(mén)調(diào)研小組，對(duì)全區(qū)系統(tǒng)進(jìn)行了全面摸底，并請(qǐng)教行業(yè)專(zhuān)業(yè)人士對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了分析研究，考察了多個(gè)太陽(yáng)能企業(yè)，并聽(tīng)取他們對(duì)系統(tǒng)改造的意見(jiàn)及建議。歷經(jīng)半年時(shí)間，調(diào)研小組從一個(gè)行業(yè)外人士，儼然轉(zhuǎn)變成為太陽(yáng)能行業(yè)的專(zhuān)業(yè)人士，對(duì)系統(tǒng)有了徹底全面的了解，也對(duì)系統(tǒng)改造方案的評(píng)審積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。

招標(biāo)實(shí)施：在小組人員完成調(diào)研、總結(jié)、匯報(bào)后，為保障系統(tǒng)改造的成功概率，避免出現(xiàn)之前同樣的問(wèn)題，集團(tuán)領(lǐng)導(dǎo)指示，先進(jìn)行試點(diǎn)改造，進(jìn)行對(duì)3個(gè)不同廠家的3套不同系統(tǒng)的試點(diǎn)改造成功后再進(jìn)行全面推廣。隨后，基于前期調(diào)研積累的豐富經(jīng)驗(yàn)，經(jīng)過(guò)對(duì)各個(gè)投標(biāo)方案的嚴(yán)謹(jǐn)審核、考察、挑選，確定了中標(biāo)單位。

準(zhǔn)備工作：試點(diǎn)改造前，為對(duì)比改造后的效果，先對(duì)改造前的試點(diǎn)的3套系統(tǒng)分別安裝水表和電表，用于統(tǒng)計(jì)改造前噸水能耗，經(jīng)各部門(mén)會(huì)同研究，決定對(duì)某知名品牌的1#樓系統(tǒng)、另一知名品牌的8#樓系統(tǒng)及第三個(gè)廠家的14#樓系統(tǒng)進(jìn)行試點(diǎn)改造，改造工作在安裝水電表統(tǒng)計(jì)一個(gè)月數(shù)據(jù)后開(kāi)始實(shí)施。

3 改造測(cè)試

3.1 改造重點(diǎn)

本次改造將對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行以下重點(diǎn)改造：系統(tǒng)建設(shè)設(shè)計(jì)方案較早、運(yùn)行原理較當(dāng)前落后，對(duì)本地實(shí)際水質(zhì)和防凍設(shè)計(jì)考慮不足，系統(tǒng)缺陷較多，如水質(zhì)未采取除垢措施、系統(tǒng)電加熱負(fù)荷重，加熱棒損壞頻繁、系統(tǒng)過(guò)冬防凍性能差、管道設(shè)施凍壞嚴(yán)重、自動(dòng)控制系統(tǒng)功能不滿足實(shí)際需求，施工安裝不規(guī)范等。

3.2 改造實(shí)施措施

采用最先進(jìn)的節(jié)能產(chǎn)熱設(shè)計(jì)。原有系統(tǒng)均采用了水箱補(bǔ)水，循環(huán)泵強(qiáng)制循環(huán)換熱原理；存在水箱冷熱中和效應(yīng)、循環(huán)泵工作負(fù)荷大、產(chǎn)熱過(guò)程管道循環(huán)熱損高以及循環(huán)泵依賴(lài)性太強(qiáng)等缺陷。改造方案均采用節(jié)能型定溫補(bǔ)水控制技術(shù)，自來(lái)水首先進(jìn)入集熱器加熱后進(jìn)入水箱，避免了冷熱中和效應(yīng)；同時(shí)循環(huán)泵僅在二次升溫過(guò)程中才啟用，降低了系統(tǒng)對(duì)循環(huán)泵的依賴(lài)；產(chǎn)熱過(guò)程中也沒(méi)有了管道循環(huán)的熱損失，較原系統(tǒng)更加節(jié)能。

采用更節(jié)能補(bǔ)水設(shè)計(jì)。原系統(tǒng)采用水位補(bǔ)水控制法，水箱用水到達(dá)底限時(shí)，自動(dòng)補(bǔ)滿水箱。而補(bǔ)入水箱的自來(lái)水也會(huì)中和水箱溫度，導(dǎo)致電加熱輕易啟動(dòng)。改造采取了智能水位、溫度、時(shí)間三維補(bǔ)水控制技術(shù)，后當(dāng)箱水用水達(dá)到底限時(shí)，如果再?zèng)]有人用水，則不啟動(dòng)補(bǔ)水，等待第二天正常利用太陽(yáng)能產(chǎn)熱補(bǔ)水；如果還有人用水，則啟動(dòng)補(bǔ)水維持水位不低于底限值即可，用多少補(bǔ)多少，從而減少電加熱工作量，實(shí)現(xiàn)節(jié)能最大化。

采用模擬雙水箱冷熱設(shè)計(jì)。原系統(tǒng)室內(nèi)管道循環(huán)回水直接進(jìn)入熱水箱，會(huì)導(dǎo)致冷熱中和，降低了熱水使用率。改造后采用水箱隔離設(shè)計(jì)，進(jìn)行二次低溫過(guò)濾，降低冷熱中和效應(yīng)，提高熱水使用率的同時(shí)，減少電加熱啟動(dòng)頻率，從而更節(jié)能。

采用大面積、多陣列、非對(duì)稱(chēng)分區(qū)控制技術(shù)原系統(tǒng)不論集熱面積大小、陣列多少、是否等程，均當(dāng)做一個(gè)陣列來(lái)控制，有管路不等程、或登程但不等流等缺陷，會(huì)導(dǎo)致回水不均衡現(xiàn)象；同時(shí)，如果有一個(gè)集熱管爆裂后導(dǎo)致大面積停用，造成資源浪費(fèi)；改造采取了國(guó)家專(zhuān)利《大面積、多陣列、非對(duì)稱(chēng)集熱面積等流式控制技術(shù)》，有效解決了原系統(tǒng)存在的缺陷。

采用了行業(yè)內(nèi)首創(chuàng)環(huán)境溫度防凍技術(shù)，一舉克服了管道防凍技術(shù)無(wú)法解決室外管道過(guò)長(zhǎng)，溫度采集點(diǎn)不準(zhǔn)確，導(dǎo)致系統(tǒng)無(wú)法安全過(guò)冬的瓶頸。采用環(huán)境溫度覆蓋管道溫度，更具有全面代表性，徹底解決“以點(diǎn)帶面”的局限性，確保系統(tǒng)安全過(guò)冬。首次采用國(guó)內(nèi)最先進(jìn)的排空防凍設(shè)計(jì)。改造采用了新的控制理論和設(shè)計(jì)，用月度、環(huán)境溫度雙重條件識(shí)別冬季季節(jié)；用時(shí)間段識(shí)別白晝。實(shí)現(xiàn)在冬季夜晚時(shí)，將室外管道內(nèi)的水全部排空，無(wú)需啟動(dòng)伴熱帶、無(wú)需啟動(dòng)防凍循環(huán)，最節(jié)能、高效、穩(wěn)定的防凍模式。

多項(xiàng)阻垢措施確保水質(zhì)穩(wěn)定。充分考慮李家畔實(shí)際水質(zhì)問(wèn)題，采用前置過(guò)濾器、硅磷晶阻垢裝置確保系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。

停電停水應(yīng)急保障措施。開(kāi)發(fā)停電應(yīng)急控制器，確保在出現(xiàn)冬季嚴(yán)寒天氣再萬(wàn)一停電的極端條件下能夠及時(shí)排空，保障系統(tǒng)穩(wěn)定。

首次采用同一監(jiān)控平臺(tái)對(duì)不同系統(tǒng)的統(tǒng)一監(jiān)測(cè)。采用遠(yuǎn)程gprs/gsm通信技術(shù)，利用光學(xué)家 集中平臺(tái)對(duì)所有改造系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)控制，能夠?qū)ο到y(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程抄表、能效分析、運(yùn)行維護(hù)及故障報(bào)警等遠(yuǎn)程管理。

4 創(chuàng)新點(diǎn)分析

經(jīng)過(guò)系統(tǒng)的全面優(yōu)化改造，李家畔生態(tài)園小區(qū)太陽(yáng)能浴水系統(tǒng)一舉解決多年積累的故障，運(yùn)行穩(wěn)定，節(jié)能效果明顯，用戶投訴率大大減少，經(jīng)濟(jì)效益可觀。

改造后，采用國(guó)內(nèi)一流設(shè)備，穩(wěn)定性?xún)?yōu)于同廠家新建系統(tǒng)。

改造后，采用全新節(jié)能控制技術(shù)，能耗完全優(yōu)于同廠家新建系統(tǒng)。

改造后，采用多重措施防凍，將完全避免原系統(tǒng)越冬癱瘓瓶頸。

改造后，維護(hù)妥善，壽命將達(dá)到或超過(guò)原系統(tǒng)使用期限。

5 總結(jié)與展望

對(duì)其完成了系統(tǒng)優(yōu)化改造：增加了水質(zhì)過(guò)濾及阻垢裝置；升級(jí)改造了控制系統(tǒng)，新增了多項(xiàng)防凍技術(shù)和節(jié)能技術(shù)；采用陣列分區(qū)、停水停電應(yīng)急保護(hù)提高了系統(tǒng)運(yùn)行可靠性；安裝了電、表水表便于能耗考核；實(shí)現(xiàn)了全區(qū)系統(tǒng)的遠(yuǎn)程自動(dòng)化監(jiān)測(cè)。經(jīng)過(guò)為期一年的運(yùn)行數(shù)據(jù)分析，本項(xiàng)目25套太陽(yáng)能系統(tǒng)日總供水能力為247噸，實(shí)際使用約180噸。根據(jù)物業(yè)處費(fèi)用數(shù)據(jù)，改造前周二、四、六、日定時(shí)供水條件下，年運(yùn)行電費(fèi)費(fèi)用約120萬(wàn)元（如果采用全天全日供水，費(fèi)用推算約240萬(wàn)元）；改造后系統(tǒng)全天24小時(shí)供水年電費(fèi)50萬(wàn)元，改造后年節(jié)約實(shí)際電費(fèi)70萬(wàn)元以上（全天全日供水條件下，節(jié)約170萬(wàn)元以上），維護(hù)期間對(duì)用戶滿意度調(diào)查，滿意率高達(dá)98%，信箱投訴量全年僅1-2條，經(jīng)濟(jì)效益及社會(huì)效益非?？捎^。

參考文獻(xiàn)

[1]莊紹林，孫玉波.太陽(yáng)熱水器配備自動(dòng)儀表的必然性[J].中國(guó)建設(shè)動(dòng)態(tài)：陽(yáng)光能源，2006（04）：15-20.

[2]王勇民.自來(lái)水壓力不夠用戶如何使用太陽(yáng)熱水器[J].中國(guó)建設(shè)動(dòng)態(tài)：陽(yáng)光能源，2006（06）：12-14.

[3]劉榮厚.家用太陽(yáng)熱水器經(jīng)濟(jì)效益分析[J].可再生能源，2005（05）：56-58.

[4]邊志敏.如何挑選太陽(yáng)熱水器[J].中國(guó)建設(shè)動(dòng)態(tài)：陽(yáng)光能源，2005（03）：36-37.

[5]趙國(guó)平，金蔚東.選購(gòu)太陽(yáng)熱水器的幾點(diǎn)建議[J].中國(guó)建設(shè)動(dòng)態(tài)：陽(yáng)光能源，2005（04）：27-29.

作者簡(jiǎn)介：郭文剛（1982，12-），男，漢族，籍貫：內(nèi)蒙古巴彥淖爾市，當(dāng)前職務(wù)：供熱主管，當(dāng)前職稱(chēng)：助理工程師，學(xué)歷：本科，單位：神華神東礦業(yè)服務(wù)公司，研究方向：建筑環(huán)境與設(shè)備工程。