设计方案说明
内蒙古工大阳光环保节能科技有限责任公司通过对近几年所安装不同形式的太阳能热水系统产热水量的对比，发现真空管立排联集式太阳能热水系统的集热效率较高，因此按照真空管立排联集式设计该系统。公司攻克了太阳能热水系统在北方冬季的排空问题，它不但能防止北方冬季太阳能系统的冻堵和损坏，更重要的是它使系统内的热水全部进入热水箱，使热水的利用率更高，同时设计电加热器为辅助能源。由于电加热辅助势必提高运行成本，因此我公司又引进开发出暖气余热换热器和燃气锅炉作为太阳能的辅助热源。
1.宾馆日用水量的确定
表一为热水用水量标准，最后一列为43℃热水用水量。
2.太阳能集热面积的确定
2.太阳能集热面积的确定
依据太阳能系统理论参数并结合我公司已做同类工程的实际数据，真空管太阳能集热器在晴天条件下，每平方米日产热水量见表二：
按照我公司多年来的太阳能热水系统设计施工经验，在保证夏季满足使用其它三季及阴雨雪天不足部分由辅助热源进行补充的原则(可以使设备的初期投资大大降低)，初步设计太阳能集热面积为150m2。
150㎡太阳能集热器在晴天无云条件下，日产热水量见表三。
3.太阳能热水系统辅助热源选择
太阳能热水系统作为环保节能的优秀产品虽然具有不可替代的优势,但是由于自然条件的限制(如在冬季或连续阴雨天产热水量较低时),为保证客房每晚供应热水,还要选择适当辅助热源设备。
表四是几种环保政策允许的天元大酒店可以安装的热水设备能耗对比列表。
从表四可以看出：以10×104kcal/h发热量的燃油、气锅炉为基准作对比，燃油燃气锅炉虽然初投资较高，但运行费用较低；由于市场原油价格不断上涨，从长远角度来看,用液化气锅炉较合适。当然暖气换热器最为经济。
公司暂根据甲方实际情况设计选择电加热同时加装暖气换热器作为辅助热源。
4.热水设备方案确定
以150㎡真空管集片联装式太阳能集热器以及15吨保温储热水箱为主要产热水设备，配备50千瓦电加热器同时加装冬季暖气换热器为辅助热源的产热水系统。
系统的安装方案
自来水防冻 为解决北方冬季太阳能热水利用低下的问题，公司专门成立了研究小组，攻克了太阳能热水系统在北方冬季的排空问题，它不但能防止北方冬季太阳能系统的冻堵和损坏问题，更重要的是它使系统内的热水全部进入热水箱，使热水的利用率更高。
安装范围：楼顶全部产热水系统设计施工、保温热水箱及辅助热源的安装、电控系统安装。
安装范围：楼顶全部产热水系统设计施工、保温热水箱及辅助热源的安装、电控系统安装。
设备方式：非家用型热水器结构。太阳能集热管通过集热器集中安装并采用一个15吨的保温储热水箱，太阳能所产热水直接存储于热水箱内。
根据现场情况, 取消原燃煤锅炉后在室内安装保温储热水箱；电加热器直接安装到储热水箱内，阴雨雪天时它能使储热水箱内的水始终保持洗浴所需要的温度,且节省电能。但必须保
证变压器有足够的容量以接至顶楼使用。
热水箱内加装暖气换热盘管，在采暖期内它能使水箱内的水温提高，减少电辅助加热的工作量，减少用电量。
太阳能集热系统采用温差循环功能，使太阳能集热效率更高并有效利用太阳能所产热水。系统管路保温薄弱处冬季采用低功率电解冻带保温防冻。
太阳能集热系统采用停用排空功能，在每次循环结束后，系统自动将其管路内部的热水排回储热水箱，不但热水得到充分利用，而且在冬季能有效地防冻，保护系统。
热水箱内加装暖气换热盘管，在采暖期内它能使水箱内的水温提高，减少电辅助加热的工作量，减少用电量。
太阳能集热系统采用温差循环功能，使太阳能集热效率更高并有效利用太阳能所产热水。系统管路保温薄弱处冬季采用低功率电解冻带保温防冻。
太阳能集热系统采用停用排空功能，在每次循环结束后，系统自动将其管路内部的热水排回储热水箱，不但热水得到充分利用，而且在冬季能有效地防冻，保护系统。
系统具备水温水量显示及全自动控制功能。
真空管集片联装式太阳能集热系统特点
由单台家用型太阳热水器串并联后组成系统用于宾馆供热水工程，其单台热水器易出现集热管炸裂跑水、管路失控跑水、冬季管路冻堵、辅助电加热器不安全，易损坏（一般每年需更换3次加热器）、自动化低、安装凌乱等现象。针对上述种种缺点，我公司于2001年根据内蒙古地区的实际情况设计开发出全玻璃真空管立排集片连装温差循环式太阳能热水系统，本系统特点如下：
1.相对于其它产热源经济效益较高。
2.系统自动化程度较高。
3.整体故障率相对单体串并联系统较低。
4.施工简便迅速，并可根据用水要求加大集热器面积。
5.小功率循环泵耗电，后期消耗较低。
6.强制循环加热，集热效率及热水利用率较高。
7.辅助热源相对安全可靠而且使用寿命长。
8.防冻效果好。
2.系统自动化程度较高。
3.整体故障率相对单体串并联系统较低。
4.施工简便迅速，并可根据用水要求加大集热器面积。
5.小功率循环泵耗电，后期消耗较低。
6.强制循环加热，集热效率及热水利用率较高。
7.辅助热源相对安全可靠而且使用寿命长。
8.防冻效果好。
电控简要说明
1.循环：当楼顶太阳能集热器内温度高于水箱内水温15（可调）度时，自动启动循环泵；循环泵循环使集热器内的温度逐渐下降，当降至与水箱温度相同（或稍高，可调）时，循环泵自动停止。如此反复运行；阴天或太阳强度不足时，集热器温度低于水箱温度循环泵不启动。
2.水箱缺水自动补充自来水：当用水使水箱内水量低于最低水位时，自动启动补水电控阀
2.水箱缺水自动补充自来水：当用水使水箱内水量低于最低水位时，自动启动补水电控阀
为水箱补水，当补水使水箱水量上升到二水位后，补水停止并自动转入温控补水功能。水箱缺水时，为防止空转，供水泵与循环水泵均不能启动。
3.辅助热源自动启动：当水箱内水温不足时，辅助热源自动启动运行为水加温，水温达到设定温度后自动关闭。
4.温控补水功能：温控仪可以显示水箱内水温并可设定水箱的上限温度和下限温度。当水箱内水温高于上限温度时自动启动补充自来水，当温度降至下限温度时停止补充自来水。水箱水满后，任何情况下补水均不启动。
5.水箱内热水温度可以根据要求从30℃到70℃进行设定。
3.辅助热源自动启动：当水箱内水温不足时，辅助热源自动启动运行为水加温，水温达到设定温度后自动关闭。
4.温控补水功能：温控仪可以显示水箱内水温并可设定水箱的上限温度和下限温度。当水箱内水温高于上限温度时自动启动补充自来水，当温度降至下限温度时停止补充自来水。水箱水满后，任何情况下补水均不启动。
5.水箱内热水温度可以根据要求从30℃到70℃进行设定。
运行费用分析
1.上述设计太阳能系统运行费用
酒店每年大约需要热水5000吨。
太阳能系统扣除阴雨雪天每年产热水大约为3000吨，则电加热需要生产热水约1400吨，换热器生产约600吨。
每年需要投入燃料费用为：24元 吨×1400T+1.5元/吨×600吨=34500元；
酒店每年大约需要热水5000吨。
太阳能系统扣除阴雨雪天每年产热水大约为3000吨，则电加热需要生产热水约1400吨，换热器生产约600吨。
每年需要投入燃料费用为：24元 吨×1400T+1.5元/吨×600吨=34500元；
每年需要投入热水系统维护费：2000元；
综上2项酒店每年需要投入总费用为36500元；
系统使用年限为15年，则每吨水费用为：初投资270000元+36500元/年×15年÷15年×5000吨=10.9元/吨（水泵耗电未进行计算）；
综上2项酒店每年需要投入总费用为36500元；
系统使用年限为15年，则每吨水费用为：初投资270000元+36500元/年×15年÷15年×5000吨=10.9元/吨（水泵耗电未进行计算）；
2.单独使用电热水器运行费用
通过表四可知电加热每产1吨热水需要费用为24元；
电热水器初投资及维护费为每台1700元；
电热水器寿命为8年，与太阳能相比宾馆运行15年需要安装2台电热水器扣除物价上涨因素，酒店在15年内需要投入电热水器设备的费用为：
1700元×100个房间×2台=340000元
则15年内每吨热水的费用为：
340000元+24元/吨×5000吨/年×15年÷5000吨 年×15年=28元/吨
电热水器初投资及维护费为每台1700元；
电热水器寿命为8年，与太阳能相比宾馆运行15年需要安装2台电热水器扣除物价上涨因素，酒店在15年内需要投入电热水器设备的费用为：
1700元×100个房间×2台=340000元
则15年内每吨热水的费用为：
340000元+24元/吨×5000吨/年×15年÷5000吨 年×15年=28元/吨
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