在医院院区集中热水供应系统中,太阳能的利用仍然存在一定的局限性,如何保证太阳能热水系统出水水温恒定,在分区供水系统中如何平衡太阳能热水系统和生活冷水系统的压力问题,如何提高太阳能的利用效率以及如何自动控制太阳能热水系统的正常运转,是设计中需要关注的几个重点问题。笔者在地坛医院迁建工程中将太阳能应用在整个院区的集中热水供应系统中,现将设计中的一些心得加以总结,与同行共同探讨。
1·太阳能热水系统方案的确定
常规的太阳能热水供应系统中,通常的做法是将太阳能加热后的热水集中在一个储热水箱,通过重力或者泵加压的方式将热水直接提供给用户使用。该种方式适用于由市政直接供水的系统,尤其在定时供水的系统中,能得到较为稳定的热水水温。而在医院的集中热水供应系统中,如果采用这套常规做法,会存在以下问题:
(1)整个院区内,热水用水部位有门诊、病房、洗衣房、食堂、中心供应、办公等,热水用水时间分散,而太阳能蓄热受天气影响较大,达到使用温度需要一定的蓄热时间,难以保证在任何一个时段热水出水水温均能满足使用要求。
(2)在医院冷水系统的设计中,通常需要分区供水,低区由市政给水管道直接供给,中高区由泵加压供给。如果各区的热水均由储热水箱加压供应,无法实现冷水和热水系统同源,必然造成各分区冷热水系统的压力不平衡。
作为医院,由于大部分使用者为病人,对于热水的使用要求比健康的人群更高。所以在院区如何实现安全供水,保证水温和水量的稳定尤为重要。为了解决以上几个问题,可以采用间接式太阳能热水系统,即保留传统的容积式换热器,不直接使用太阳能热水,而是将太阳能热水作为一次热源,对冷水进行预热,经过预热的热水进入容积式热交换器,如能满足使用要求则直接供应到用户,如达不到供水水温,则经过预热的热水再次与蒸汽换热,达到供水温度后再提供给用户。这样既避免了太阳能热水的水量水温不稳定给使用者造成不便,也解决了冷水和热水系统不同源所造成的系统压力不平衡的问题。利用容积式换热器出水温度控制蒸汽阀门的启闭,并与锅炉的运行状况实现联动,达到节能的目的。太阳能热水系统原理见图1。