作者：刘常勇，汪晓嵩
　　[摘 要] 太阳能供热是国家节能减排项目，在创建节能公共机构示范型校园建设中，太阳能供热工程投资相对成本较低，对环境污染较少，是人们使用能源的最佳选择。使用太阳能供热的过程中，出现了热水水温过低、出热水慢、各立管出热水时间长短不一的问题，为解决以上问题，通过对太阳能热水系统优化前的供水水温测试和分析，对太阳能热水系统控制流程改造后，增大回水泵流量，改善水力不平衡状态后再进行供水水温的测试，对数据进行比较和分析，并针对这些问题进行了相应的改造。
　　[关 键 词] 太阳能供热；水温测试与分析；学生公寓
　　[中图分类号] S214.2 [文献标志码] A [文章编号] 2096-0603（2017）24-0138-03
　　学院所处地区为太阳能四类地区，2012年学院学生公寓太阳能改造项目作为创建节约型公共机构示范单位的特色项目，获得了市建委的充分肯定。学院利用太阳能项目总投资527.36万元，在新建学生宿舍安装了集热面积达3200 m2的太阳能热水系统，项目投入使用后，惠及学生宿舍楼8幢，总建筑面积达46217.5 m2，共入住学生约为4416人，每年节约率达90.28%。
　　太阳能热水系统，设计每栋楼学生人数是661人，热水设计供水温度是60℃，热水设计初始温度为15℃，每人每日热水用量定额是50L，每栋提供热水33吨，太阳能热水系统设计太阳能集热器面积为304 m2，辅助热源选用3台制热量为45 kW的空气源热泵，系统设置7.5吨温水箱2个和20吨温水箱1个。
　　在太阳能供热系统运行的过程中出现热水水温过低、出热水慢、各立管出热水时间长短不一的问题，通过太阳能热水系统优化前的供水水温测试，太阳能热水系统控制流程改造，增大回水泵流量，改善水力不平衡状态后供水水温的测试，进行数据的比较和分析，为热水供应情况的改造实施方案提供较为准确的数据依据，从而确定是否对改善热水供应系统进行全面改造。
　　我们在2015年1月安排学生75人，对5、6、8、10号楼01、08、16单元的1～6層宿舍房间72间的太阳能供水系统供水水温进行温度记录，并对这4栋楼屋面太阳能供水系统供水水温进行分时分段测试，从2015年3月到2015年4月，对太阳能热水系统控制流程进行改造和施工，增大了回泵流量。希望通过这一轮的改造，在短期内改善热水供应情况，有数据表明通过改造能够对不同楼层以及同一楼层两端位置宿舍的热水供应均衡产生一定的效果，但是不能完全解决水温过低，出水慢的问题，2015年5月，学院又组织学生收集学生7号公寓太阳能供水水温的测试结果，通过新的数据的统计和分析，决定是否启动新一轮的改造项目。
　　一、对学生公寓目前太阳能供热进行数据调查
　　（一）学生宿舍水温的测试
　　共组织学生在5～12号宿舍楼随机抽查72间宿舍，每天17个时段进行太阳能热水供水的水温测试。回收有效调查卷21份。（2015年1月）
　　从以上数据可以看出，每天到达学生宿舍的热水水温在15℃～19℃之间，温度偏低，到达40℃的时间在35～50秒，达到可供正常使用热水时间较长。
　　（二）供水系统的水温第6、8、9、10栋楼屋面太阳能供水系统供水水温（2015年1月）的情况如下表所示：
　　五个时间段内太阳能热水系统供水水温图表（2015年1月）
　　由以上数据看出，回水的水温不能达到我们预期的60℃。
　　（三）太阳能楼面供热温度调查
　　针对以上情况，学院组织人员对太阳能热水系统控制流程优化改造以及同时增大回水泵流量，改造后2015年5月抽查宿舍7号楼，共收到有效调查卷60份，数据统计如下：
　　太阳能楼面供热温度调查（℃）
　　从以上数据可以看出，通过改造，楼面出水水温能够达到45.1℃。
　　二、问题分析
　　（一）热水水温低的问题分析
　　1.空气源热水泵热量能力核算
　　系统设计的真空管集热器面积为588m2，由于屋面限制，只安装了304m2，为此设计3台制热量为45W的循环式空气源作为辅助热源。现对空气源运行时间计算如下：
　　33T*4.2kJ/（kg·℃）=45W*3*3.6*t
　　t=12.8小时
　　系统设置的3台空气源热泵运行12.8小时即能产生33吨60℃的热水量，因此可以判断系统热水量不足不是由于设备制热能力不足引起的。
　　2.系统自身的问题
　　系统设置的空气源热泵，直接对20吨热水箱循环供热，供热水箱水位低于设定的水位时，将由2个7.5吨水箱补水，补水将对20吨供热水箱的水温造成降温扰动，需由空气源热泵循环加热到设定的水温，那么在补水过程中，大楼若有热水需求，则会出现热水不够热的情况，即学生反映的热水不热的问题。
　　3.运行控制问题
　　20吨供热水箱，最高水位线为1.8m，，最低水位线为0.45m，现水箱水位控制设置如下：
　　学生用水时间段设置如下：
　　早上用水时间段，当水箱水位低于0.65m，需要补水至0.75m，0.65～0.75m之间水箱水量大致为1.2吨，当这1.2吨用完即将补水，这造成早上用水时间段内出现补水，由于在水箱中渗入冷水，降低热水温度。
　　中午用水时间段，当水箱水位低于1.2m，需要补水至1.25m，1.2～1.25m之间水箱水量大致为0.6吨，当这0.6吨用完即将补水，这造成中午用水时间段内出现补水，由于在水箱中渗入冷水，降低热水温度。
　　晚上用水时间段，在16∶00-20∶00这段时间内，当水箱水位低于1.4m，需要补水至1.5m，1.4～1.5m之间水箱水量大致为1.2吨，这也造成在这段时间内反复补水，在20∶00-23∶00时间段内，开启超低水位补水，在水箱中渗入冷水，降低热水温度。

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