长安中学热水改造项目方案说明书

一、项目背景

长安中学原热水系统采用355套规格为47*1500*50支/组的真空管太阳能集热器，存在维护成本高、热效率低、冬季抗冻性能不足等问题。为提升热水供应稳定性、节能性和环保性，拟对系统进行全面改造：

拆除原真空管系统：因真空管在南方地区抗冻需求较低，且平板太阳能热效率更高、寿命更长（20年），适合东莞气候。

• 新增设备：安装288㎡美格瑞平板太阳能集热器、3台4m³保温水箱、1台10匹空气能热水器，形成太阳能+空气能的双能源互补系统，实现节能高效供应。

二、项目目标

提高能源效率：通过太阳能与空气能结合，综合节能率目标达75%以上。

1. 保障稳定供应：满足宿舍楼全天候热水需求，避免用水高峰期排队问题。

2. 降低运维成本：采用免维护平板太阳能及高耐久不锈钢设备，减少后期维护投入。

3. 环保减排：减少传统能源依赖，符合国家“双碳”政策要求。

三、系统设计方案

1. 太阳能集热系统

• 设备选型：选用美格瑞平板太阳能集热器，总面积288㎡（约144块，单块2㎡）。

优势：金属管板结构、热效率高（南方无需防冻措施）、免维护、20年寿命。

• 布局设计：优先安装于屋顶或向阳墙面，确保采光最大化。

• 管道配置：采用闭式循环系统，铜管外包优质保温材料，减少热量损失。

2. 空气能辅助加热系统

• 设备选型：新增1台10匹空气能热水器。

优势：一级能效、不锈钢机身耐腐蚀、纯热泵加热实现水电分离安全设计。

功率匹配：10匹主机匹配3台4m³水箱（总12m³），满足宿舍楼集中用水需求，避免“小马拉大车”导致的能耗增加。

3. 储热与供水系统

保温水箱：配置3台4m³不锈钢保温水箱，内胆采用食品级材质，外覆聚氨酯保温层（厚度≥50mm），确保日均温降≤3℃。

供水方式：采用变频循环泵，结合定时循环功能（如早晚用水高峰前预热），减少管道热量损失。

4. 智能控制系统

• 自动化运行：优先使用太阳能加热，光照不足时自动切换空气能补热，确保水温恒定（设定55~60℃）。

远程监控：集成物联网模块，实时监测设备运行状态（如水温、水位、能耗），异常报警并支持远程调试。

四、关键施工步骤

1. 拆除旧系统：安全拆除原有真空管集热器及附属管道，回收处理废弃材料。

2. 安装新设备：

• 平板太阳能：屋顶固定支架安装，倾斜角度按东莞纬度优化（约23°）。

空气能主机：置于通风良好区域（如生活阳台），避免遮挡影响换热效率。

• 保温水箱：就近布置于太阳能集热器下方，减少管道长度。

1. 系统调试：

• 测试太阳能集热效率、空气能加热速度及水箱保温性能。

• 校准智能控制参数，确保双能源无缝切换。

2. 用户培训：对校方管理人员进行系统操作、日常维护及故障排查培训。

五、节能与环保措施

能源互补：太阳能满足晴天80%以上需求，阴雨天由空气能补充，综合能效比（COP）达4.0以上。

变频技术：水泵与空气能压缩机采用变频控制，按需调节功率，降低待机能耗。

环保材料：设备选用不锈钢、环保冷媒（如R410A），减少污染与碳排放。

六、运维与安全保障

• 定期维护：

• 每季度清理平板太阳能表面灰尘，检查空气能蒸发器翅片清洁度。

每年检测水箱内胆水垢，必要时进行酸洗除垢。

• 安全设计：

水电分离结构，配备漏电保护、防冻保护及超温报警功能。

• 管道保温层加装防火材料，避免高温隐患。

七、经济效益分析

• 初期投资：约100万元（含设备采购、安装及拆除费用）。

• 节能收益：

年节省电费约30万元（对比原纯电加热系统）。

• 设备寿命20年，投资回收期约3~4年。

社会效益：年减少碳排放约120吨，助力校园绿色转型。

八、项目验收标准

1. 性能验收：连续7天测试，日均热水供应量≥12m³，水温稳定在55±5℃。

2. 安全验收：通过第三方电气安全检测，无泄漏、无故障报警。

3. 文档移交：提供设备说明书、保修卡及系统操作手册。

注：本方案结合东莞气候特点与校方需求，以太阳能为主、空气能为辅，兼顾节能性与经济性。具体细节需根据现场勘察数据优化调整。