為了響應國家節能減排政策，提高企業經濟效益和社會效益，我們發揮太陽能生產企業技術優勢，利用太陽能技術解決生產連續循環供熱，解決電鍍行業生產供熱需求，為太陽能企業提供工程實際運用的典型案例。
1 工程概況
本項目位于浙江省玉環縣，采用太陽能加熱系統提供生產工藝用熱水。在其廠房屋頂，最大限度可安裝KFC-4080-B（嵌入式）高效平板集熱器2320m2，平板集熱器通過各種專用構件能安裝替代建筑屋頂，真正實現與建筑相結合。工程安裝前后的全景如下：
圖一 工程安裝前的場景
（透過窗可見鋼架為太陽能屋面的鋼梁基礎）
圖二 工程安裝后的全景
本項目于2012年8月開工，2013年4月竣工驗收。在正常年平均日輻射量為12.31 MJ/m2，系統制熱能力為3411921 kcal/d，年收益相當于市電1448083 kW∙h。太陽能系統總投資約500萬人民幣，回收期約3~4年(太陽能系統與電加熱系統費用對比,此結果受日照強度和生產線的連續性影響)。如果考慮到節能減排的政策性補貼及地方扶持政策，回收期將大大縮短。
2 甲方要求
2.1 供熱要求
電鍍生產線需要供熱的鍍槽共29個，約142.4m3溶液，24小時工作；溶液工作溫度要求恒溫為45℃~75℃，整個系統的24小時耗熱量合計為5223301.22kcal/d。
表1 電鍍工藝耗熱需求匯總表
輔助加熱采用蒸汽鍋爐。
2.2 與建筑相結合要求
使用太陽能平板集熱器及綱構基礎組件替代廠房的建筑屋頂，同時，必須滿足屋面承載、防水及采光要求。
3.1 設計依據
1.電鍍工藝耗熱需求
詳細見甲方要求之供熱需求。
2.環境參數
電鍍廠房位于浙江省臺州市。本次設計以臺州太陽能年輻射量為基準，網上下載的臺州氣象參數為參考依據。
表2 臺州環境氣象參數表
根據甲方提供的建筑圖紙，按照安裝現場情況布局，太陽能集熱器實際最大可安裝面積為2320㎡。
計算結果如下表：
表3 2320㎡太陽能集熱器的得熱量
在廠房屋頂安裝KFC-4080-B（嵌入式）熱管平板集熱器2320m2以替代屋頂面。集熱器的傾斜角度按照當地緯度-6°（即22°）安裝。
太陽能系統全部裝滿軟化水，系統運行原理圖如下：
圖3 系統運行原理圖
太陽能系統工作原理見上圖。由于圖面可以清楚表達運行過程，不再詳述。此處強調一點：
由于電鍍生產的特性，在電鍍線不生產、不耗熱的情況下，本系統設置了一個200m3的儲熱水箱,可以儲存熱量；在下一輪生產開始釋放給系統。
集熱系統計算原則上按照標準GB50364-2005計算，計算取值要考慮很多因素。本文在此只談輻射量的取值。
方案設計時，首先拿到當地典型年環境氣象參數，分別計算出年太陽能輻射量、夏季太陽能輻射量和冬季太陽能輻射量，再按照相應天數分別計算出日太陽能輻射量。由于多個因素的影響，三個日太陽能輻射量的計算結果可能相差較大，因此，計算的太陽能集熱面積差別較大。此時，技術部門不要自作主張，需要技術部門和業務部門及使用方溝通，綜合權衡，取得合情合理的結果。
輔助能源選擇，應該充分考慮系統的經濟使用溫度和最高使用溫度、使用地的自然環境因素、能源供給條件、地方政府的節能扶持政策等因素，著重考慮系統運行的經濟性和環保，再和相關方溝通確認輔助熱源方案。輔助熱源的功率必須滿足在最不利的條件下、在設備允許的日工作小時數內，提供足夠的熱量。
5 相關系統技術應用
本工程的承載主梁為多條南北方向布置的H600鋼梁，平板集熱器采用鑲嵌式結構安裝在東西方向的橫梁上。因此，在系統的結構設計時設計為模塊化結構。單個模塊見下圖。
圖4 單模塊吊裝測試現場圖
生產工廠將類似模塊在車間組裝，需要完成模塊類的管道連接、集熱器和橫梁的固定防水等難度較大的工作，檢驗合格后運輸到工地，吊運到承載梁上安裝模塊，再安裝模塊間的循環管道。
模塊技術的運用，無論在系統的結構設計方面，還是在施工工法方面都一個革命性的創新。歡迎各位朋友到現場參觀指導。
6 工程經濟性、節能效果分析
太陽能熱利用是將太陽的輻射能轉換成熱能供熱用戶使用，其中太陽能熱水系統是太陽能熱利用的典型代表，在世界各地得到廣泛應用。太陽能熱水系統在我國的推廣應用，可以節約常規能源，緩解我國化石能源資源不足的壓力，減輕環境污染，為我國帶來良好的經濟效益和社會效益，同時也能達到國家節能減排的目標。
鍍液加熱是電鍍工藝的需要；使用綠色能源減少環境污染，符合國家能源產業政策，也是電鍍行業可持續發展的重大舉措。具體比較見下表：
表4 運行費用
說明：
1、本系統供熱量5223301 kcal/d；鍍液初次升溫需熱量5210205 kcal/次
2、太陽能集熱系統日得熱量3411921 kcal/d，輔助加熱需要提供的熱量為1811380 kcal/d；太陽能循環泵按平均3h/d估算；送水泵按單臺平均20h/d估算；
3、天然氣燃燒值按照8900kcal/m3,價格按照1.92元/m3計算；市電價格按照1元/度；
4、太陽能水池和輔助水箱自然散熱按照6℃/天計算；換熱系統效率按0.9計算；電加熱效率按0.95計算；
5、每年按照365天計算；
采用太陽能配蒸汽鍋爐輔助加熱供熱電鍍生產線，年運行費用為186894元，電加熱年運行費用為2333543元。太陽能配常蒸汽鍋爐輔助加熱供熱年節約費用2146694元。
太陽能屬于清潔可再生能源，它在開發、輸送、利用排放的全過程中，對環境和生態不造成任何污染。
從上圖可以清晰地了解到天燃氣及太陽能資源是現有資源中對環境污染最低的能源。在本工程中主要采用了蒸汽鍋爐與太陽能系統對環境污染較小，有著極高的環境效益。
通過上表可以得出結論，太陽能熱水系統相對于燃氣熱水系統對環境污染很小。從經濟效益，技術性能不難看出太陽能系統不論是對環境的影響還是生命周期以及耗能，太陽能熱水系統都有明顯的優勢。所以本工程采用太陽能熱水系統為主，燃氣熱水系統為輔。
