太阳能集热节能系统软包装企业环保好帮手

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随着社会经济的发展和人们生活水平的提高，人们对能源的需求量也在不断增长。然而，当电、煤炭、石油等不可再生能源频频告急，有限的能源问题将成为制约社会经济发展的瓶颈，于是更多国家和地区将目光集中在新能源的开发和使用上，以实现地球资源的可持续发展。软包装行业作为能耗大户，长久以来与“低碳、环保、可持续发展”的主题相悖离，而如今越来越多的软包装企业也已意识到发展低碳包装、节约能源、循环利用才是企业生存、发展、竞争的必由之路。

目前，应用于软包装行业的加热方式主要有电加热、蒸汽加热、空气能（热泵）辅助加热、太阳能辅助加热等。其中，电加热是最传统的，也是应用最广泛的加热方式，但因电费昂贵，已有部分被其他加热方式所替代；蒸汽加热需要当地政府部门配合建造热电厂，否则无法使用；空气能（热泵）辅助加热的加热温度只有60℃左右，存在加热温度偏低的现象，更多的可以应用到洗浴等日常生活中；太阳能辅助加热自身加热温度可达到80℃以上，能够满足软包装生产（如印刷机、复合机、熟化室的加热和烘干系统等）的使用需求，而且太阳能也是“节能环保、低碳经济”主要应用能源之一，是节能减排、低碳环保的主要方式。当前，越来越多的国家开始实行“阳光计划”，开发太阳能资源，寻求经济发展的新动力。

作为一家绿色先行企业，我公司根据自身产业结构特点，于2012年12月引进了一套太阳能集热节能系统，在使用过程中大幅降低了能耗，可节省50%电耗，加热部分可节能70%，带来了显著的经济效益。下面，笔者将对其工作原理和能耗进行详细介绍。

工作原理

太阳能集热节能系统的工作原理是：利用太阳能的辐射，通过集热管对水进行加热，热水经过管道输送进入保温水箱，然后将水箱内的热水输送至设备的进风口及熟化室，通过散热器将热能输出，进而进行烘干、固化，达到使用电加热的同等效果，从而节约电能。这套系统可广泛应用于印刷机、复合机及熟化室的加热、烘干系统，可为加热系统节约电能60%以上。

印刷机的热能供给是通过安装在水箱旁边的智能太阳能控制器来直接控制热水的温度，当太阳能的热水温度和输送到印刷机进风口的热水温度相差6℃以上时，太阳能控制器就会使水泵自动打开，将不够热的水泵用太阳能加热，同时引进更热的水来提高温度。太阳能集热节能系统在印刷机上的应用如图1所示。

而熟化室加热的实现则通过管道将水箱中的热水输送至熟化室，通过散热片使熟化室内的温度升高，进而达到固化产品的目的。目前，熟化温度为30～40℃的产品，完全可以靠太阳能提供的热能来满足，无需使用电能，只有熟化温度为50℃的产品，才需要补充一些电能。

这套系统的室外集热部分安装无需特定或者单独的建筑结构，可以充分利用闲置空地或厂房、办公楼屋顶就可以安装，我公司的厂房屋顶就铺设了8000根太阳能集热管（如图2所示）。

佛山地处珠江三角洲腹地，绝大部分地区位于北回归线以南，气候类型为南亚热带海洋性季风气候，太阳能分布量从全国范围来看属于中等地区。因此受天气影响，太阳能集热节能系统不稳定。为了解决这个问题，我公司利用燃烧生物燃料作为太阳光照不足时的补充热能，这些生物燃料是由稻草、麦秆、木屑等压缩制成的高密度颗粒，燃烧1元的生物燃料可节约3元的电费。

能耗分析

从社会价值分析：通过换算，1根太阳能集热管产生的热能相当于150瓦电能，而节约1度电就可以节约0.4千克标准煤、4升水，减少0.272千克碳粉尘、0.997千克二氧化碳、0.015千克氮氧化物、0.03千克二氧化硫的排放。

从商业价值分析：8000根集热管产生的热能相当于300千瓦电能，运行中无人工成本投入，少量水因挥发需补给；太阳光照不足时需要补充生物燃料来提升热能；基本无维护成本，极少易损件的更换。

下面，笔者以我公司一台8色印刷机和熟化室为例，来分析使用太阳能集热节能系统前后的用电费用对比（如表1所示）。

表1中，我公司很好地将太阳能集热节能系统应用在一天中用电量高峰期，显著降低了印刷机的用电量。当室温为20℃时，高速印刷机正常运转需要的电流是200A以上，而当太阳能、生物能提供80～85℃温水后，到达印刷机烘箱的温度可达45～55℃，印刷机所需电流下降至100A以下。也就是说，使用太阳能集热节能系统可以帮助整机用电量下降50%以上。

另外，在使用太阳能集热节能系统之前，熟化室的水泵功率为20千瓦，在使用太阳能集热节能系统之后，换一个5.4千瓦的水泵来实现热水循环，即可满足固化温度要求。熟化室应用太阳能加热和生物能加热两个系统，随温差交替运行，能确保复合产品48小时内保持50～55℃恒温，产品受热均匀，固化效果更好。以面积为25平方米的熟化室计算，有阳光时，每天可节约电费158.43元，使用生物能每天可节约132.3元。

按目前6条生产线计算，我公司1个月可节约电费6万～8万元。印刷机和复合机的节能率1年能够达到65%以上，熟化室节能率达到60%以上，投资回报期短，一般在阳光较为充沛的情况下，印刷机8～10个月即可收回投资成本，熟化室12～14个月可收回投资成本，而太阳能集热节能系统正常情况下的使用年限为12～15年。

在当今经济形势下，一方面原材料价格上涨，另一方面客户要求降低成本，各大软包装企业都在为微利而挣扎，为生存而努力。为此，如何降低内部成本就成了各大软包装企业管理工作的重中之重。改用太阳能、生物能就是软包装企业的明智之举，不但可以为企业带来一定的经济效益，同时还可以取得良好的社会效益。

节能环保是软包装未来发展的必然趋势。希望软包装企业能够运筹帷幄，打好最坚实的基础，敢用新设备、新技术、新材料，敢于创新，在竞争激烈的软包装行业，走出一条稳健而快速的发展之路。