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摘要：用太阳能热水系统替代洗浴用工业锅炉，可实现资源的节约和环境的保护。本文通过对太阳能辅热系统的介绍及其与蒸气锅炉的对比、分析，解决了太阳能辅热系统在煤矿应用的优越性及使用的方便性等问题。
关键词：太阳能热水系统；节能环保；应用
银星二号煤矿使用4台10t/h燃煤蒸气锅炉，主要用煤矿冬季生产、生活采暖以及夏季职工淋浴等使用。使用燃煤蒸汽锅炉供热运行费用较高，输送距离较长，热损失较大。并且10t/h锅炉属于高耗能设备，属于逐步淘汰使用产品，因此，太阳能辅热系统在煤矿洗浴中的应用显得非常重要。
1、锅炉热水系统与太阳能热水系统的对比
通过锅炉热水系统与太能热水系统的运营成本及经济成本来对比这两个方案的优缺点。
1.1运营管理方面的对比
通过以上对比，太阳能辅热系统具有很大的优势，日常管理无需专业人员操作管理。在运行过程中不会产生有毒有害气体及废渣、废料，清洁环保，符合国家的环保政策。
2、太阳能热水系统选型及计算
2.1使用热水量的确定
根据矿井生产期实际预计，按日用水人数为600-650人计算，查《建筑给排水设计规范》及结合实际用水对象，现按100L/人·日用水量计算，则日用水量Q=650人*100L/人·日=65T/日。
2.2集热器类型选择
真空管集热器在-30℃的低温条件下，仍可产生热水，可一年四季使用，冬季利用太阳能的效率最高，符合煤矿四季洗浴要求。
2.3真空管集热器的采光面积计算
直接系统集热器总面积可根据用户的每日用水量和用水温度确定，按国家标准计算采光面积：
2.4系统智能控制器设计
系统智能控制器应实现以下功能：太阳能系统自动产生热水/太阳能贮水箱满水后自动转入温差循环/自动优先利用太阳能加热热水，当太阳能不足时自动启动电加热管辅助加热/系统自动补水自动切换/系统自动防冻/水温水位等参数的中文显示/太阳能系统远程监控/自动手动转换功能等。
3、系统运行原理及说明
运行方式介绍如下：
3.1水箱自动补水，在系统运行时水箱始终为满水位状态。
当打开进水阀时，管网水通过浮球阀进入保温水箱，一直至水箱满水位时，浮球阀关闭，上水完成。当水箱给水时，水箱水位下降，浮球阀打开，补水开始，当水箱水位至满水位时，停止补水。
3.2太阳能集热器加热水箱水的模式：
①太阳能集热系统集热运行模式为差温循环，即当集热器顶部温度与水箱温度之差大于7℃时，水泵打开，进行循环，将储热水箱的冷水传输到集热器内，将集热器内的热水项入水箱中；当温差小于3℃时，水泵关断，停止循环。
②高温保护模式：当集热器顶部温度大于95℃时，防止水温过高对循环泵有损伤，水泵不启动，当需要启动时可按键手动操作，但启动时间不宜大于5分钟；当温度小于90℃时，恢复水泵启动。
3.3辅助加热系统——电锅炉辅助（在阴雨天和阳光不足的天气里）
①可任意设定辅助加热定时启动时间。当水箱温度在设定时间前达到设定温度时，辅助加热自动取消；而当水箱温度在设定时间前未达到设定温度时，辅助加热自动启动，辅助加热循环泵同时启动，直到水箱温度大于设定值时电锅炉停止加热，循环泵停止運行。真正做到光电互补，既节电又保证全天候使用。
②辅助加热停止温度一般设定为45℃，当水量不够时，可以提高加热温度，但一般不超过55℃，以最大限度降低水垢的形成。
3.4防冻方式：
①低温循环防冻模式：
当管道管温低于设定温度值5℃，水箱温度高于设定温度值+5℃时，循环水泵自动启动，将水箱内的热水传输至保温水管内，当管道管温高于设定温度值+3℃或低于设定温度值-2℃时，循环泵自动停止运行，此过程循环运行。
②电热带管道加热防冻模式：
当管道管温低于设定温度值时，管道外壁的电伴热带自动启动加热，当管道管温达到设定温度+3℃时，延时2分钟后电加热停止，此过程循环运行。
3.5水处理：
太阳能热水系统在运行状态时，处于高温状态下，太阳能集热系统内的水会使得包括集热器、管道、水箱、水泵等均会形成钙质层，降低集热器集热效率，影响水泵正常运行，影响管道流速，甚至使管道堵塞。
当太阳能集热系统给水水质硬度较高时，可以使用钠离子交换器，以降低水中的钙镁含量。当给水水质硬度较低时，可以使用电子水处理器，以防止水中的钙镁离子在系统中形成钙质，达到保护太阳能热水系统的安全。
4、结论
煤矿太阳能辅热系统的应用，解决煤矿职工洗浴问题，它不仅能节约煤矿运行成本，提高经济效益，还可以节能降耗、保护环境。
关键词：太阳能热水系统；节能环保；应用
银星二号煤矿使用4台10t/h燃煤蒸气锅炉，主要用煤矿冬季生产、生活采暖以及夏季职工淋浴等使用。使用燃煤蒸汽锅炉供热运行费用较高，输送距离较长，热损失较大。并且10t/h锅炉属于高耗能设备，属于逐步淘汰使用产品，因此，太阳能辅热系统在煤矿洗浴中的应用显得非常重要。
1、锅炉热水系统与太阳能热水系统的对比
通过锅炉热水系统与太能热水系统的运营成本及经济成本来对比这两个方案的优缺点。
1.1运营管理方面的对比
通过以上对比，太阳能辅热系统具有很大的优势，日常管理无需专业人员操作管理。在运行过程中不会产生有毒有害气体及废渣、废料，清洁环保，符合国家的环保政策。
2、太阳能热水系统选型及计算
2.1使用热水量的确定
根据矿井生产期实际预计，按日用水人数为600-650人计算，查《建筑给排水设计规范》及结合实际用水对象，现按100L/人·日用水量计算，则日用水量Q=650人*100L/人·日=65T/日。
2.2集热器类型选择
真空管集热器在-30℃的低温条件下，仍可产生热水，可一年四季使用，冬季利用太阳能的效率最高，符合煤矿四季洗浴要求。
2.3真空管集热器的采光面积计算
直接系统集热器总面积可根据用户的每日用水量和用水温度确定，按国家标准计算采光面积：
2.4系统智能控制器设计
系统智能控制器应实现以下功能：太阳能系统自动产生热水/太阳能贮水箱满水后自动转入温差循环/自动优先利用太阳能加热热水，当太阳能不足时自动启动电加热管辅助加热/系统自动补水自动切换/系统自动防冻/水温水位等参数的中文显示/太阳能系统远程监控/自动手动转换功能等。
3、系统运行原理及说明
运行方式介绍如下：
3.1水箱自动补水，在系统运行时水箱始终为满水位状态。
当打开进水阀时，管网水通过浮球阀进入保温水箱，一直至水箱满水位时，浮球阀关闭，上水完成。当水箱给水时，水箱水位下降，浮球阀打开，补水开始，当水箱水位至满水位时，停止补水。
3.2太阳能集热器加热水箱水的模式：
①太阳能集热系统集热运行模式为差温循环，即当集热器顶部温度与水箱温度之差大于7℃时，水泵打开，进行循环，将储热水箱的冷水传输到集热器内，将集热器内的热水项入水箱中；当温差小于3℃时，水泵关断，停止循环。
②高温保护模式：当集热器顶部温度大于95℃时，防止水温过高对循环泵有损伤，水泵不启动，当需要启动时可按键手动操作，但启动时间不宜大于5分钟；当温度小于90℃时，恢复水泵启动。
3.3辅助加热系统——电锅炉辅助（在阴雨天和阳光不足的天气里）
①可任意设定辅助加热定时启动时间。当水箱温度在设定时间前达到设定温度时，辅助加热自动取消；而当水箱温度在设定时间前未达到设定温度时，辅助加热自动启动，辅助加热循环泵同时启动，直到水箱温度大于设定值时电锅炉停止加热，循环泵停止運行。真正做到光电互补，既节电又保证全天候使用。
②辅助加热停止温度一般设定为45℃，当水量不够时，可以提高加热温度，但一般不超过55℃，以最大限度降低水垢的形成。
3.4防冻方式：
①低温循环防冻模式：
当管道管温低于设定温度值5℃，水箱温度高于设定温度值+5℃时，循环水泵自动启动，将水箱内的热水传输至保温水管内，当管道管温高于设定温度值+3℃或低于设定温度值-2℃时，循环泵自动停止运行，此过程循环运行。
②电热带管道加热防冻模式：
当管道管温低于设定温度值时，管道外壁的电伴热带自动启动加热，当管道管温达到设定温度+3℃时，延时2分钟后电加热停止，此过程循环运行。
3.5水处理：
太阳能热水系统在运行状态时，处于高温状态下，太阳能集热系统内的水会使得包括集热器、管道、水箱、水泵等均会形成钙质层，降低集热器集热效率，影响水泵正常运行，影响管道流速，甚至使管道堵塞。
当太阳能集热系统给水水质硬度较高时，可以使用钠离子交换器，以降低水中的钙镁含量。当给水水质硬度较低时，可以使用电子水处理器，以防止水中的钙镁离子在系统中形成钙质，达到保护太阳能热水系统的安全。
4、结论
煤矿太阳能辅热系统的应用，解决煤矿职工洗浴问题，它不仅能节约煤矿运行成本，提高经济效益，还可以节能降耗、保护环境。