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    湖南地区太阳能热水工程集热面积及真空管集热器采光面积计算

  • 太阳能热水工程所采用的太阳能集热器在国内一般分为真空管集热器和平板太阳能集热器两种,今天我们来了解一下,在湖南地区做太阳能热水工程,如果采用真空管太阳能,在知道自己用水量的情况下,我们怎么来计算太阳能集热面积?怎么来计算需要使用多少真空管太阳能?下面我们就来详细了解一下湖南地区的太阳能热水工程集热面积计算及真空管集热器采光面积的计算!
    依据国 家建筑标准设计图集06SS128《太阳能集中热水系统选用与安装》中附录一:《主要城市各月设计用气象参数》中选用。如当地无资料时参照相邻城市。湖南地区我们这里参照省会城市长沙地区的太阳能辐照量如下:
    湖南长沙地区太阳能辐照量
    我们取长沙地区的本地纬度倾角日均太阳能辐照量11.061MJ/(㎡.d)=11061KJ/(㎡.d)。
    假设太阳能热水工程设计参数如下:
    1、冷水计算温度:湖南冷水温度是15-20℃ ,这里按照15℃计算;
    2、太阳能热水工程设计用水温度:55℃;
    3、热水工程设计用水总量:20吨/天。
    一、太阳能热水工程的集热面积计算
    根据《民用建筑太阳能热水系统应用技术规范》GB50364-2005直接式系统太阳能集热器总面积:
    太阳能热水工程集热面积计算公式
    Ac——–太阳集热器的总采光面积,单位㎡;
    Qw——-日均用水量,单位kg;
    Cw——-水的定压比热容,单位 KJ/(kg·℃)。取4.186KJ/(kg·℃);
    tend—–贮水箱内水的终止温度,单位℃;
    ti——–水的初始温度,单位℃;
    f———太阳能保证率,无量纲。新的国 家标准建议取0.3~0.8,湖南地区取0.4;
    JT——–太阳能集热器采光面的太阳辐照量,单位KJ/㎡;
    ncd——-太阳能集热器效率,无量纲,我们取0.5;
    nl——-管路及贮水箱热损失,无量纲。标准建议取0.1-0.2,湖南地区取0.15;
    根据以上数据计算太阳能热水工程的集热面积如下:
    Ac=20000×4.186×(55-15)×0.4/11061×0.5×(1-0.15)=1339520/4700.9=285㎡
    从上述计算得知加热20吨15℃的冷水至55℃的热水需要太阳能集热器的总面积为285㎡。
    二、真空管集热器采光面积计算
    如果太阳能热水工程采用58×1800×50的真空管太阳能集热器模块,计算真空管太阳能集热器采光面积如下:
    根据GB/T 17581-1998附录C中C2《真空管太阳集热器》国 家标准的规定,单组太阳集热器的采光面积为:
    Aa=(Do×n+c×e)×La
    Aa——-太阳能集热器的采光面积
    Do——-真空管罩玻璃管外径
    n———太阳能集热器真空管数量
    c———太阳能集热器间距
    e———真空管间距数量
    La——-除去联集管和尾架遮挡部分外的真空管集热管长度
    Aa=((0.058×50)+(0.075-0.058)×49)×(1.8-0.075) = 6.5㎡/组
    总结:20吨太阳能热水工程需要太阳能集热器的总面积为285㎡,所采用的58×1800×50真空管太阳能集热器模块的集热面积为6.5㎡/组。那么总共需要285/6.5约等于44组太阳能集热模块,需要2200支58×1800真空管集热器。