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平板集熱器面積選型計算公式

時間:2019-02-27

1.計算步驟


計算太陽能集熱器面積,首先要確定相關計算參數,具體如下:


(1)太陽能保證率f的確定


查設計地區太陽能資源屬于我國太陽能資源的幾類地區,選取太陽能保證率,一般取值30%~80%。不同地區熱水系統太陽能保證率的推薦選用值如下表所示。

平板集熱器面積選型計算公式

(2)確定管路及容積式換熱罐熱損失ηL


綜合考慮太陽能集熱系統中的大部分循環管路、換熱器及水箱熱損失等,取ηL=0.3~0.3。


(3)集熱器年平均集熱效率ηcd的確定。


查詢集熱器安裝地點年平均太陽能輻照強度“G”,年平均太陽能輻照強度G的計算式為:G=Jt/3600Sy


式中Jt一當地緯度傾角平面年平均日輻照強量,MJ/dm2

    Sy一年平均每日的日照小時數,h。


集熱器年平均集熱效率為 ηcd=a-b(ti-ta)/G


式中a,b一查太陽能集熱器產品檢測報告效率公式(每個太陽能產品都有其對應的效率曲線及效率公式);

    ηcd一集熱器瞬時效率;

     ti一集熱器進口溫度,℃;

     ta一環境溫度,℃;

     G一年平均太陽能輻照強度,W/m2


其中 ti=tl/3+2x(tend-tl)/3


式中tl一年平均冷水溫度,℃;

    tend一貯水箱中水的終止設計溫度,℃。


(4)集熱器面積計算。


太陽能集熱器組數根據GB50364《民用建筑太陽能熱水系統應用技術規范》中的計算公式計算。


2.直接系統集熱器面積


Ac=QwCw(tend-ti)f÷Jtηcd(1-ηL)


式中Ac一直接系統集熱器總面積,m2

    Qw一日均用水量,kg;

    Cw一水的定壓比熱容,kj/(kg.℃);

    tend一貯水箱內水的設計溫度,℃;

    ti一水的初始溫度,℃;

    Jt一當地集熱器采光面上的年平均太陽輻射量,kj/m2

    f一太陽能保證率,%,根據系統使用期內的太陽輻照、系統經濟性及用戶要求等因素綜合考慮后確定,宜為30%~80%;

    ηcd一集熱器的年平均集熱效率,根據經驗取值宜為0.25~0.5,具體取值應根據集熱器產品的實際測試結果而定;

    ηL一貯水箱和管路的熱損失率;根據經驗取值宜為0.2~0.3。


3.間接系統集熱面積


Ain=Ac(1+FrUlAc/UhxAhx)


式中Ain一間接系統集熱器總面積,m2

    Ac一直接系統集熱器總面積,m2

    FrUl一集熱器總熱損系數,W/(m2.℃),對平板型集熱器,FrUl宜取4~6W/(m2.℃),對真空管集熱器,FrUl宜取1~2W/(m2.℃),具體數值應根據集熱器產品實際測試結果而定;

    Uhx一換熱器傳熱系數,W/(m2.℃);(該性能參數可由所選產品廠家提供);

    Ahx一換熱器換熱面積,m2,(該性能參數可由所選產品廠家提供)。


4.集熱器面積簡化算法


在太陽能系統初步設計階段,可以采用簡化算法來降低工作量,其計算公式為


As=Qrd/qt


式中As一太陽能集熱器面積,m2

    Qrd一設計日用水量,L/d;

    qt一太陽能集熱器單位面積每天熱水量,L/(m2.℃) (所選產品性能生產廠家提供)太陽能集熱器日產水標準見下表。

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