發(fā)言人：皇明太陽能工程師
內(nèi)容：《太陽能游泳池加熱系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范解讀及案例分享》
大家好，我是皇明技術(shù)研發(fā)中心的劉洪緒，非常高興能有機會跟大家一起分享一下行業(yè)標準(太陽能與游泳池加熱系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范)，這個標準其實在兩年之前已經(jīng)實施了，之后我們做了一些太陽能游泳池的案例與大家分享一下。
該標準的范圍是從前期的技術(shù)術(shù)語，到定義、設計、施工、調(diào)試、驗收一整套的太陽能機熱部分的流程。，因為這個是太陽能游泳池加熱系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范，所以它的設備范圍包含了透明蓋板的平板型集熱器和真空管型集熱器。這是前期能源部分的，太陽能能源部分的規(guī)范，不包括后邊的泳池部分的規(guī)范。這個集熱設備也不包含悶曬的集熱器，它引用的規(guī)范比較多，主要分為兩大類，一個是太陽能方面的標準，再一個就是建筑、電器、鋼購。這些技術(shù)規(guī)范都是引用了標準里面的。
這個標準里面的第三部分是術(shù)語跟定義，這里面一共講了五個術(shù)語。第一個是太陽能游泳池加熱系統(tǒng)，這個加熱系統(tǒng)的定義是利用太陽能機熱設備轉(zhuǎn)化的熱能供給游泳池加熱能量需求的系統(tǒng)，主要包括四大部分，一個是集熱系統(tǒng)，這個就是指的太陽能真空管型集熱器，平板型集熱器和換熱設備。換熱設備有的有，有的沒有，分直接的和間接的，直接的加熱系統(tǒng)就是沒有換熱設備。還有一個就是常溫能源設備，因為靠太陽能，大家都知道太陽能是靠天吃飯的。所以說有時候不好用，陰雨天的時候它就需要一些常規(guī)的能源設備，這個也包含在規(guī)范里面。再一個就是控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)是這個里面比較核心的一個軟件部分。
直接加熱系統(tǒng)和間接加熱系統(tǒng)這里也有一個定義，直接加熱系統(tǒng)是太陽能集熱系統(tǒng)中的水直接供游泳池使用，就是中間不需要換熱設備的游泳池加熱系統(tǒng)，就是太陽能集熱器的水直接到泳池，中間沒有換熱設備。再一個就是間接加熱系統(tǒng)，它倆正好是相對的。太陽能集熱系統(tǒng)收集的熱量通過換熱設備傳遞給游泳池加熱的系統(tǒng)，中間多了一個換熱的設備。從集熱器到游泳池的水，就是中間加個水箱，水箱可以緩沖一下，這種系統(tǒng)也是屬于直接系統(tǒng)，它不屬于間接系統(tǒng)。間接系統(tǒng)這里面定義非常明確，就是說中間一定要加上換熱設備，沒有換熱設備的都是屬于直接的。
游泳池加熱量，加熱量使這個游泳池的水保持你設計的溫度，需要給它提供的能量。這部分一共是分了三個部分。一個是池水表面蒸發(fā)損失熱量，這個是比較大的。再一個就是傳導熱量損失的溫度。第三部分是加熱普通新鮮水的熱量。
傳導損失的熱量其實也分了幾塊，一個是泳池本身，泳池壁，泳池底部，往外傳導的熱量。再一個就是換熱設備、集熱系統(tǒng)管道本身的一個熱量損失都在泳池加熱熱量里面，后邊還有一些附表，標準附表計算的公式都在里面。
最后一個術(shù)語就是太陽能保證率，太陽能保證率是游泳池加熱系統(tǒng)中太陽能提供的熱量占游泳池加熱量的百分比，因為太陽能保證率不是說越高越好，也不是說越低越好，其實它跟現(xiàn)場的環(huán)境還有現(xiàn)場的環(huán)境位置有關(guān)系。一年四季使用還是分季節(jié)的使用，安裝集熱器的面積夠不夠用，這個就決定了百分率。一般情況下，我們一般做的這些泳池基本上都在50%左右。
這個標準的第四部分也是太陽能游泳池加熱系統(tǒng)設計，這個系統(tǒng)設計里面第一個是在基本的一些規(guī)定情況，這個規(guī)定里面有好幾條，我列了其中幾條。一個是泳池加熱系統(tǒng)綜合考慮環(huán)境條件，游泳池類型、公司規(guī)模等。再就是加熱系統(tǒng)要包含能源加熱設備，常規(guī)能源加熱設備其實這個就是輔助能源。再就是加熱系統(tǒng)與池水接觸的設備和管道應耐化學藥劑腐蝕。往往跟甲方溝通的時候，他們就會有一些或者現(xiàn)場有一些約定，因為現(xiàn)場條件的限制，這就是最基本的。再就是分類選型，有了現(xiàn)場的錘煉，甲方要求就開始給他做方案，選型，選型就是看看它適合做什么樣的。根據(jù)環(huán)境因為條件做間接式的還是做直接式的。這個選型可選擇的也是比較多的，加熱的設備是平板還是真空管，還是其他的常規(guī)能源的輔助。
游泳池加熱量，這個標準分了三部分，其實第二和第三都是屬于傳導的熱量損失，單給他列出來，這個具體的計算后面有附表公式。這是游泳池加熱的熱量損失，剛才說了第一部分游泳池池水表面蒸發(fā)熱量損失，就是按這個公式來。第二個它的傳導熱量損失，這一個基本上是不算的，沒有具體的公式。一般情況下，咱這個標準上列的是都按第一部分蒸發(fā)損失熱量的20%來計算，一般游泳池按照15%到20%之間了，根據(jù)你泳池條件自己去選擇。
第三部分是補充新鮮水加熱的熱量，這個室內(nèi)跟室外的差距比較大，這個也有具體的公式。第四考慮是用區(qū)域，集熱類型，防凍方式，標準方式。集熱系統(tǒng)設計考慮的比較多，一個是面積的大小，能量大小。再一個就是考慮防凍的形式，防凍形式也是比較多，有排空的，有回流的，還有防凍液系統(tǒng)的，還有循環(huán)防凍的，這個要根據(jù)實際環(huán)境條件，根據(jù)實際條件來選擇。
集熱面積計算，在這個標準里面也有一個公式，這是直接加熱系統(tǒng)的集熱面積與計算公式。這里面提供了一些參數(shù)，太陽能保證率這里面宜選0.2到0.8之間，這個范圍是比較大的，這個是根據(jù)投資情況，可以安裝集熱面積的尺寸、面積來確認太陽能保證率。
再一個是集熱器的集熱效率，這一個標準上沒有給參考值，在其他的國標上有一個經(jīng)驗值，就我們選的時候，也是在這個范圍之內(nèi)是0.4到0.55。像皇明的，我們做游泳池的時候選擇的0.5的。再一個就是管入及出水箱熱量損失，這個選系數(shù)從0.1到0.2，一般選0.2的比較多，有20%的熱量損失。
這個是間接加熱系統(tǒng)集熱面積計算，這里面要說的是熱損系數(shù)，集熱器的熱損系數(shù)，平板跟真管的是不一樣的，真管的熱損系統(tǒng)稍大一些，在4瓦到6瓦之間，但是現(xiàn)在平板都在5左右熱量損失。真空管的保溫性比較好，熱量損失系統(tǒng)也比較小，1瓦到2瓦之間。這個在國標里面是3瓦，小于3瓦，實際上咱們國內(nèi)的集熱器的情況基本上都在2以內(nèi)，真空管集熱器國內(nèi)做的是比較好的。
再就是集熱系統(tǒng)防凍，如何設計防凍，它里面有水的話，防凍是比較關(guān)鍵的，因為都要經(jīng)過冬季，有時候在廣州有可能也會結(jié)冰，所以說都要考慮這個防凍。防凍的類型也比較多，這個表里面按照間接系統(tǒng)和直接系統(tǒng)兩種方式來列的，直接系統(tǒng)里面就是集熱器直接跟游泳池的水加熱的，是一個循環(huán)的。防凍型主要是用排空和循環(huán)防凍。間接系統(tǒng)里面中間有換熱系統(tǒng)的，用太陽能集熱系統(tǒng)到泳池的水用換熱設備的，一個是采用回流，再一個就是采用防凍液，你不循環(huán)冬季也沒事，零下10度，零下20度，根據(jù)你地理環(huán)境選擇防凍液的冰點。
其實在實際操作過程當中，防凍液的系統(tǒng)成本是比較高的，直接循環(huán)水的間接系統(tǒng)比較多。一般防凍都是用電熱帶加上防凍循環(huán)，只要冬天有電不斷電，系統(tǒng)是沒問題的，因為這個在全國范圍之內(nèi)做的比較多的。包括東北那邊我們做真空管的也很多都是用電熱帶加上防凍循環(huán)解決冬天防凍。
4.5部分是換熱設備，換熱設備這個里面，這一部分都是民用的一些標準，還有常規(guī)能源設備，選的時候都是根據(jù)相關(guān)的規(guī)范。
4.7部分是控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)一個是安全防護，因為設置自動控制，涉及到安全的，不能用人為的去控制它，要設置一個自動的。再一個是防凍，防凍也要設計成自動的，不能設計人為，因為人為忘了可能就凍了，這個系統(tǒng)就壞了。
這里面4.7.3這個概論里面是這樣說的，集熱系統(tǒng)運行方式宜采用溫差型來控制，這個也是分直接系統(tǒng)或間接系統(tǒng)來說。間接系統(tǒng)是完全按溫差循環(huán)來控制的，直接系統(tǒng)還要考慮游泳池池水的問題，兩個條件去控制集熱循環(huán)。集熱系統(tǒng)和常規(guī)能源加熱設備自動切換也宜采用定溫控制，就是太陽能的集熱給泳池的水加熱，還是輔助能源（常規(guī)能源）給泳池的水加熱，這個要用自動控制的。
第五部分就是施工，前面設計了之后后面施工，施工的話有一個總體的原則，就是太陽能游泳池加熱系統(tǒng)安裝施工應單獨編制施工組織設計，包括主體的結(jié)構(gòu)設計，設備安裝，裝修，安裝措施的內(nèi)容。還有就是施工安裝不應該破壞建筑物的結(jié)構(gòu)屋面與地面防水和輔助設備。這樣的話游泳池加熱系統(tǒng)在建筑上其實還沒有把它完全融進去，一個是不破壞原有的建筑，原來的結(jié)構(gòu)，防水，把太陽能加在上面這樣的話有時候也是比較被動的。但是在前期做建筑設計的時候，把太陽能集熱系統(tǒng)加進去，融合進去，做在建筑規(guī)范、建筑圖紙里面，這樣我們施工起來也比較簡單，也美觀也好看。在建筑的時候一定要把管道預留好。
第六部分是系統(tǒng)的調(diào)試、檢測與驗收。安裝完之后調(diào)試都調(diào)試哪些內(nèi)容呢？標準里面也列了幾項，一個是運行，看功能是否正常？功能正常了然后看看硬件設施設備檢測。這些都調(diào)試了沒有問題了，讓這個系統(tǒng)連續(xù)運行72小時，這個系統(tǒng)運行了72小時沒有任何故障才算調(diào)試完成。調(diào)試完成之后就要檢測，系統(tǒng)檢測，這個里面主要是檢測太陽能保證率，太陽能保證率你設計的時候是按50%、60%還是40%，檢測的時候這個是比較關(guān)鍵的，看能不能達到保證率，這個保證率在采樣的時候比較關(guān)鍵，選什么樣的天氣，什么樣的季節(jié)去檢測，這有一些影響。保證率它允許的誤差在百分之十范圍內(nèi)都算合格的。再一個就是檢查完之后驗收，其實有最終的驗收，有前期分項的驗收，分項的驗收主要是由監(jiān)理工程師組織，最終的驗收就是最后移交了，是要由甲方，建設單位去組織人員去驗收。它驗收要看前面的調(diào)試內(nèi)容，檢測的內(nèi)容再一個保證率是什么樣的，是不是合格？資料是否齊全？就是這些竣工材料，要做一份竣工材料交上去驗收。
這是標準的內(nèi)容，下面介紹我們原來做的一些案例，一個是2010年我們在上海中華園建了一個太陽能游泳池項目，這個是中華企業(yè)在南匯區(qū)投資建設的一個大型生活區(qū)的會所游泳館。它有一些要求，就是游泳池的尺寸是25米×12.5米，大約是1.65深，基本上是五百多立方米，要求水溫不低于27度。它這個樓頂是平頂，適合裝集合熱。甲方有一個要求就是它比較認可承壓系統(tǒng)，這種非承壓的集熱器里面直接走水的，甲方不太喜歡這個，就要求承壓運行，改成間接式的。保障率當時設計的是按50%來考慮的太陽能，一共是兩個樓頂可以安裝集熱器，在兩個樓頂，屋面不在一個平面上做了兩套系統(tǒng)。這里面就牽扯到選型，因為它要求的是承壓的系統(tǒng)我們給它選的是U型管的承壓真空管型，采用板熱換熱器，板熱換熱器給水換熱，常規(guī)能源它們是現(xiàn)有的鍋爐，給它做一個輔助能源，控制系統(tǒng)是我們自己設計的。外面這個是真空管，里面是U型的通管，原來做的是通管，我們現(xiàn)在不用通的了，因為通管的在真空管里面耐腐蝕性太差。
這里面走的是防凍液，是有壓力的，這個里面防凍液通過換熱設備給泳池加熱。因為兩個屋頂所以要兩套集熱系統(tǒng)，這兩套都是通過板換給中間的水箱加熱，這是兩個水箱一個是二十噸的集熱水箱一個是十噸的恒溫水箱，恒溫水箱出來的水給泳池加熱。這邊是它的常規(guī)的能源，這是它的分柜，這個系統(tǒng)造價會比較高一些，因為集熱器用的是承壓的集熱器真空管型的。在這個系統(tǒng)上是走的防凍液，兩個系統(tǒng)都是防凍液，通過板換給水箱加熱。系統(tǒng)上還有一個自動補液的裝置然后給水箱加熱。這個水箱溫度變化會比較大，這個水箱溫度變化就小一點，恒溫水箱給泳池加熱的話，溫度比較容易控制。
這是在屋頂上裝一個集熱器的照片，這個運行了有六年了，2010年開始運行的2009年安裝的。這是在上海做的一個案例，它里面設計的時候后面設計三所，基本上都是跟標準是一樣的。
第二個案例是我們山西太原做的，國瑞是個集團，這個游泳池是2012年建設的，樓比較高，是一個辦公大樓，一共是29層的樓房，它把集熱器放在屋頂上29層的上面，然后把水箱和換熱設備都放在地下室的換熱間里面。原來的時候他們用過一些設備給泳池加熱，用的太陽能，有一些板換。它還有一個生活用熱水箱，就是供到樓上用熱水的水箱。我們是給它加進了太陽能，把其他的能源就給它替代掉了，另一部分做輔助。
樓頂?shù)拿娣e也是比較大，能裝400多平集熱器，給它用的是連集管集熱器，三高集熱站，真管里面是直接走水的，間接循環(huán)的一個系統(tǒng)。因為這個水箱放在地下室換熱間里面，因為安裝位置受限，這個水箱就給它用了兩個圓的水箱，然后是并聯(lián)的。用的是恒溫插管的連接管集熱器，對這兩個水箱同時加熱。加熱完之后通過換熱器給游泳池加熱。
游泳池熱量用不了的時候，把這個熱量給它的生活用熱水箱，這個是一百噸的生活用熱水箱。這樣就解決游泳池不用的時候太陽能過多的熱量，也能供游泳池使用，這是泳池和生活熱水都有了，就加了一個太陽能系統(tǒng)。
我們做這個系統(tǒng)的防凍也是用的電熱帶和防凍循環(huán)，中間防凍，這些都是自動運行，運行的原理不給大家細講了。這是它安裝完之后， 29層的一個樓。從集熱器到換熱設備這個壓力是比較大的， 90多米，
下面就是在選型的時候要注意，雖然是非承壓的系統(tǒng)，但是下面壓力也是比較高的，考慮選型的時候要考慮設備的承壓能力。這是它樓頂上裝的集熱器，這是它設備間，選了一個板熱換熱器管道。
最后這個案例是北京懷柔民政局做的一個游泳池項目，這個做的比較早，因為是在2006年建設的。也是一個間接式的水循環(huán)的，集熱面積也比較大，500多平的面積。保證率比較高一些0.58，58%的保證率。這個也是用了兩個水箱，集熱器放在樓頂上了，這一個水箱，一個水箱A一個水箱B，這是一個集熱水箱，這是一個恒溫水箱，恒溫水箱通過板熱換熱器給泳池加熱。這個部分是控溫，這也是我們自行設計的，這是我們做的比較早的太陽能泳池加熱的項目，當時引了很多政府部門還有企業(yè)去參觀，效果還是不錯的。
這是運行的原理，包括兩個水箱的上水，怎么給它上水？水位是多少要上水？包括溫差循環(huán)還有定溫循環(huán)，防凍都在控制柜里面自動運行。這是在屋頂上了集熱器，500多平集熱面積，這是它室內(nèi)的游泳池。
我的演講就到這里，謝謝大家。
