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摘要：本文为院内生活热水的设备改造工程的施工方案的探索，该工程采用太阳能、燃气热水器相结合的热水供水系统方案，达到了节能的目的，为创建资源节约型绿色低碳疗养院提供了帮助。

关键词：节能改造  太阳能热水器  施工

一、背景介绍

院内热水供应系统采用太阳能、燃气热水器相结合的热水供水系统方案，原有太阳能系统已到报废年限，无法正常使用，不仅不节能，还有安全隐患，所以对本次太阳能的改造不仅是节能的需要也是华东疗养院发展的迫切需要。

本次改造经过多方探索，最终确定了设备方案，该太阳能系统集热器面积160㎡，采用58/1800/50真空管集热器20组，真空管数量1000支;真空管太阳能集热器集中安装在屋面，配套一台储热水箱，水箱尺寸为3m*2m*2m;系统采用机械循环，24小时全天恒温供水。

二、改造设备控制方案

本次太阳能热水系统改造设计依据为GB/T17581-2007《真空管型太阳能集热器》、06K503《太阳能集热系统设计与安装》等。

1）基本参数：

根据我院的实际使用需求，本次改造的太阳能需要集热器面积约160㎡，集热水箱有效容积9.6m³。集热器年平均集热效率根据无锡地区日照情况，ηj=37%;热水温度取60℃;冷水温度取15℃。

2）太阳能集热器面积校核：

，带入数据计算得，集热器面积AC=181.3㎡。

本工程设计均采用横插/58*1800/50/5°型太阳能模块20组，系统集热器面积为160㎡，基本满足以下要求：每年6月中旬至8月底大概75天，白天基本不用开锅炉，晚间开一台锅炉略微补充一下热水;每年春秋两季，日照四小时的情况下，白天短时开一台锅炉补充一下热水，晚上开一台锅炉;每年冬天，日照4小时的情况下，白天开一台锅炉补充热水，晚上一台锅炉补充热水。

3）太阳能集热器的技术参数：

①本项目的太阳能热水系统加热方式为利用温差强制循环方式。

②热水保证时间及太阳能保证率：太阳能保证率50%，机械循环，24小时全天恒温供热水。

4）太阳能集热水箱的参数及特点：

水箱材质：内胆SUS304不锈钢，水箱外包201不锈钢;内胆壁厚：2.0mm;保温：50mm厚聚氨酯发泡，六面保温，常温下24小时内降温不超过5℃;水箱基础采用10#热镀锌槽钢制作，水箱底板与基础之间采用聚氨酯发泡保温。

水箱特点：永不生锈，内胆选用进口食品级不锈钢板，耐腐蚀性强，并能有效反射太阳光线，不滋生藻类，保持水质清洁;重量轻，价格低，采用冲压程形成型工艺生产，特有的板型，以最小的材料消耗达到高强度要求，重量仅为普通钢板水箱的三分之一，价格接近普通钢板水箱;永不漏水，独特的结构设计，全焊接，强度高，与螺栓结构不同，省去了密封条，不会出现漏水及密封不严的现象;外形美观，流畅的线条，完美的设计，整个水箱就像一座工艺品，使您的建筑锦上添花。

5）太阳能集热支架：集热器支架全部采用304不锈钢槽钢、角钢焊接制作。

6）太阳能循环管道、阀门、保温、水泵：

太阳能集热系统管道均采用不锈钢卡压管道;管道工作压力：1.0Mpa;公称压力：1.6MPa;工作温度：≤110℃;试验压力符合国家相关标准。管道连接采用卡压连接;选用的闸阀、止回阀、自动排气阀等均为标准不锈钢阀门，公称压力：1.6MPa;工作温度：-20℃～150℃。本次选用的阀门均为黄铜锻造而成，该阀门具有性能稳定、可靠性高、长期使用无渗漏等特点;按国标图集98R418《管道及设备保温》要求项目选配保温，采用B1级橡塑保温棉管，厚度30mm，保温层外包高光洁度的防锈铝板加以压边，铝板厚度0.35mm。水泵设备整体进场，配原厂水泵及电机底座，减震基座，用橡塑材料为水泵保温，保温厚度30mm。

7）太阳能热水控制系统：

7.1太阳能热水系统实现全自动控制，有相应的显示和控制设备。

控制柜技术参数如下：主机消耗功率：<5W （不含电加热、水泵、电磁阀）;工作电压：AC220V/380V ±10%  50Hz;电磁阀参数：AC220;测温精度：±2℃;测温范围：0～99℃;水位分档：五档。

7.2控制柜功能：

①加水：系统上水受水位上下限显示，具有三组定时功能，定时上水到指定水位，系统可以根据集热器温度或者水箱温度定温上水，保证连续阴天的时候，水箱在辅助加热的情况有人可用，加水延时三分钟启动。

②热交换：热交换采用温差循环，和防冻循环（当低温循环温度接的时候），系统有放高温功能，当水箱温度达到指定温度的时候，将不在进行热交换，防止水箱温度过高。热交换有防空抽功能当水位低于20%的时候停止热交换，水位恢复之后延时三分钟启动。

③恒温出水：受恒温水箱水位上下限控制，系统含两组温控进水，当保温水箱温度达到设置值的时候开始出水，连续阴天的时候，当恒温水箱温度加热到一定温度的时候开始补水。恒温出水延时三分钟启动。

④保温加热：受温度上下限控制，受定时控制，系统有防空烧功能，当水位低于20%的时候停止电加热，直到水位恢复之后延时三分钟启动。

⑤恒温加热：受温度上下限控制，受定时控制，系统有防空烧功能，当水位低于20%的时候停止电加热，直到水位恢复之后延时三分钟启动。

⑥管道循环：管道循环分三种工作方式，时控循环、温控循环、温差循环。当恒温水箱温度低于30度或者恒温水箱水位低于20%的时候停止管道循环。等待温度或者水位达到启动条件之后延时三分钟启动。

三、改造施工方案

为保证太阳能热水工程质量，完善施工规范，对产品质量，设计质量、施工质量、验收质量等工作进行高水平的要求，为保证太阳能热水器工程顺利进行，专业工程师作为技术指导、带领专项工程小组进行施工，并作出详细的施工方案。

1）施工流程：

严格按照深化设计、制造、供应、送交、安装、测试、验收及保修等工作内容特制定安装施工流程。第一阶段：施工准备（设备配备、运输，施工图绘制，现场勘察）;第二阶段：设备基础及维修通道制作;第三阶段：设备安装（集热器、水箱、管道、控制系统的安装）;第四阶段：系统运行调试。

2）安装流程：

本工程采用流水施工法，主要施工项目的、施工方法及安装工艺如下：接到甲方进场通知，双方先进行交底工作后，我方及时将工程相关的设备材料（包括太阳能热水器、水箱、水泵、管道等）运至现场 。借助吊车将设备材料运至屋面，经现场质量检查确保完好无损后，进行现场安装。

3）安装方法：

3.1集热器支架制作与安装：本次改造采用8#槽钢和40*40*4角钢制作的支架，所有钢结构支架的材料（如角钢等）焊接时，在不影响其承压、抗弯强度的情况下，应选择利于排水的方式放置，以防止积水;当采用方管制作支架时，方管中间不应钻孔，方管两端应用盲板密封，以防止雨水进入导致腐蚀。当由于结构或其它原因，造成容易积水时，应采取合理的排水防水措施，以确保排水通畅，避免腐蚀;集热器支架之间应相互连接成为一个整体，最前排和最后排的支架应与建筑物可靠固定，以确保支架整体满足抗风要求;焊缝应外形均匀，焊道与焊道、焊道与钢材过渡平滑，焊渣和飞溅物应清除干净;集热器支架焊接完毕后，按设计要求做防腐处理;集热器支架与集热器钢构基础采用双面焊接将集热器支架与钢构基础固定。

3.2太阳能集热器安装：集热器基础建在屋顶结构层上，其预埋件与结构层中的钢筋相连，并做好防水，基础顶面应设有地脚螺丝或预埋铁，便于同支架紧固或焊接在一起，基础的高度应考虑日后的屋面维修;安装集热器时，集热器与联接水箱用密封方式进行安装，在安装完成时进行打压试试验;集热器之间的连接管进行保温，保温层厚度15mm;集热器的摆放朝向正南或正南偏西 5°，并避免阳光遮挡。

3.3循环水泵安装：水泵采用法兰连接时，相互连接的法兰端面应平行;水泵进水端应安装阻力小的闸板阀或蝶阀，以减小水流阻力;水泵出水端应安装调压作用明显的截止阀，以便于调整系统压力;水泵周围应留有足够的维修空间;水泵运转前应灌满水，以防止水泵干转损坏水泵。自吸水泵运转前还要注意排除泵腔内的空气。

3.4太阳能控制器安装：温度传感器安装、普通水位传感器安装、压力式水位传感器安装、电控箱的安装等按图施工，并做好标记，便于维修。

四、改造后（结语）

本次对锅炉进行了节能改造后，整个供热系统运行效率显著提升，太阳能、燃气热水器相结合的热水供水系统，满足了24小时恒温恒压供应。即：天气晴好时充分利用太阳能产热水，其他情况用燃气热水器辅助，保证热水的供应。运行相当节能，综合节能30%以上。

本次锅炉节能改造完成后使设施更加齐全、节能设施更加丰富、质量更加优良，从而提升疗养院综合实力和服务水平。