太阳能供热改造在营口港浴池中的应用

邵成

摘 要：营口港鲅鱼圈港区原有职工浴池三处，分别为作业区浴池日供3000人洗浴，物流和四期浴池各日供800人洗浴，均使用小型燃煤锅炉提供热水，既不经济环保，又存在安全隐患，本文就该区的太阳能供热改造进行探讨。

关键词：太阳能；供热改造；应用

中图分类号：TK51 文献标识码：A

1 改造方案的制定

根据港区周边（盖州双台子及熊岳等处）可供温泉热水及港内已实现冬季集中供热的实际情况，我们制定了下述三个方案。方案1为全年备用温泉热水；方案2为夏季备用温泉热水，冬季备用集中供热换热；方案3为夏季备用电热锅炉，冬季备用集中供热换热。

三个方案的成本收回期限基本相同；方案一的投资最少380万元，方案二的投资最多415万元；方案一受温泉水送水影响最大，方案三不受温泉水送水影响。考虑到三个方案的投资额度、成本收回期限、运营维护成本及每年节省的费用基本相近，但受温泉水供应能力、运送条件等不利因素影响，为不影响一线职工昼夜洗浴需求，综合权衡各方面因素，最终选定不用温泉水作为备用热源，即选定方案三：投资405万元对三处浴池实施太阳能供热改造，供暖季节以集中供热换热作为备用热源，非供暖季节以电热锅炉作为备用热源，且电锅炉在冬季可与集中供热热源互补，更有保障、更加合理。

太阳能浴池系统使用寿命至少为15年，其后期维护费用与现有浴池设施维护费用相当，可相互抵消。5年收回投资后，还可使用10年，每年节省费用按88.3万元计，则三处浴池在全部收回投资后，还可节省883万元。设计过程中还适当预留集热器面积和蓄水箱，合理做好系统供热能力的预留，以使太阳能供热系统在设计使用年限内，既能够充分发挥作用，又不造成过度的供热能力浪费。

2 设备和材料选型

（1）太阳能集热模块为全玻璃真空管太阳能集热器，每块集热模块集热面积为6.5㎡，外形尺寸为3310mm×2080mm，集热器真空管采用新型优质硼化硅全玻璃真空管。

（2）组合式保温储水箱采用304不锈钢内胆，彩钢板外皮厚0.5mm，中间保温层为聚氨酯发泡结构密度达到35-45kg/m3，闭孔率≧95%，-45℃不收缩变形。

（3）冬季由集中供热水-水换热提供热水，非供暖季节辅助热源为外置式电加热热水锅炉：最长加热时间15小时、冷水水温15℃、热水水温45℃、作业区加热水量200000kg、物流加热水量40000kg、四期加热水量40000kg、热效率取0.95，由以上参数计算辅助加热功率作业区P= CMΔT /η·H·860=500kW，物流区P=240kW，四期P=240kW。

（4）太阳能热水循环水泵、供水泵、循环混水泵及电加热锅炉循环水泵，均选用格兰富水泵，以实现恒压供水，极大提高用水舒适度，内置过热保护，缺水保护，低压保护等多重保护功能。

（5）太阳能冷、热水管道均采用国标热镀锌钢管，外用玻璃棉保温，厚度为40mm。

（6）控制器选用西门子控制单片机，控制核心为西门子S7系列工业PLC，显示为6寸彩色触摸屏，温度传感器为标准PT100带不锈钢护杆热电阻，水位传感器为专用微压式压力型外接式，变频器为西门子MM430工业水泵专用系列。

（7）室外集热器支架底座采用150×150×5mmQ235钢制作，角钢支架选用40×40×4mm国标热镀锌角钢支架。

（8）控制线路信号屏蔽线采用国标0.5mm2×3，屏蔽其它磁场干挠，系统控制更安全。

（9）电伴热带缠缚在室外管道上，做为冬季停电后水管的解冻及低温时的防冻使用，能承受4kV-6kV浸水耐压试验，每米成品电热带的绝缘电阻不低于20MΩ，在-20℃±1℃放置24小时后弯曲三次面无裂纹，最高表面温度不高于85℃，最高维持温度≦75℃。

（10）电磁阀采用全铜制，AC= 220V，零公斤起动。

3 工作原理

（1）太阳能温差加热原理

在光照条件下，当温度T5-T2≥7℃时（T5集热器内水温，T2太阳能储水箱1（加热水箱）水温），太阳能热水系统控制器自动启动P1太阳能热水循环泵，将集热器中较高温度的水顶入储热水箱1中，当T5-T2≤2℃时（T5集热器内水温，T2太阳能储水箱1水温），太阳能热水系统控制器自动关闭P1太阳能热水循环泵，直到第二次达到设定温差。加热水箱补水方式为低水位补水方式。

（2）太阳能恒温水箱补水原理

当储热水箱2中用户用水，储热水箱水位低于设定最低水位时，控制器自动启动热水循环泵P2，同时根据储热水箱2中的热水温度控制器自动判是否启动电磁阀或电加热管补充到储热水箱2至设定满水位和设定水温。

由于改造后系统的自动化程度得到了较大提高，为了能够保证系统更好的运行，公司要加强对使用单位技术人员和操作人员的管理培训工作。同时设置专业维护保养人员，在运行期间跟踪检测，每班测定压力、温度和流速等基础数据，随时发现问题，及时解决；每班对系统设备完成一次运行检查，每月完成一次运行保养，每季度关停一次系统，开展一次全面检查和保养，进行换热机组和电气线路清理检查、换热片拆洗检查、集热器管路清洗检查，以及管线除污检查等。同时要做好屋面结构承重校核问题，避免系统改造后屋面防水性能下降。

结语

营口港太阳能浴池供热系统改造完成后运行状况良好，未经大中修，运行维护成本低，达到了节能增效的预期目标。同时配合营口港的集中供热改造，彻底取缔了港区非生产燃煤锅炉，既实现了节能减排，又提升了企业形象，经济效益与社会效益显著，进一步实现了建设“资源节约型、环境友好型”港口的目的。

参考文献

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