《太阳能工程计算常用公式》由会员分享，可在线阅读，更多相关《太阳能工程计算常用公式（12页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第一节 前后排间距排间距计算：D=H*ctgaD：集热器遮光物或集热器前后排间距的最小距离H：遮光物最高点与集热器最低点间的垂直距离a：当地春秋分正午12时的太阳高度角(季节性使用) 当地冬至日正午12时的太阳高度角(全年性使用)第二节 集热面积集热面积可根据用户的每日用水量和用水温度来确定，按下式计算：_ QwCw(t -1 )fAC endsJ n (i-n )T cd LAc有效集热面积：m2Qw 每日用水量：kgCw水的定压比热容：kj/(kgC)t 储水箱内的终止温度：Cendt水的初始温度：Csf 太阳能保证率，无因次；根据用户要求确定(一般取0.60.9)J 系统使用期内太阳辐照
2、最低月的集热器受热面平均热辐射量：kj/ m2Tn 集热器全日集热效率，无因次；根据经验值取0.45至0.6。cdn 管路及储水箱损失率，无因次；根据经验值取0.2。L第三节 热水使用量计算方法集中热水供应系统中，锅炉、水加热器的设计小时热水供应量和贮水器的容积，应根据 日热水用量小时变化曲线，加热方式及锅炉、水加热器的工作制度经计算确定。住宅、旅馆、医院等建筑的集中热水供应系统全日供热水时的设计小时耗热量，应按 下式计算：Q二Khmqrc(tr-tl)/86400(4.3.2)式中Q设计小时耗热量(W)；m用水计算单位数(人数或床位数)；qr热水用水定额（L/人d或L/床d等）c水的比热（J
3、/kgC）；tr热水温度（C）t1冷水温度（C）Kh小时变化系数，全日供应热水时可按表4.3.2-1、4.3.2-2、4.3.2-3采用。住宅的热水小时变化系数Kh值表4.3.2-1居住人数m10015020025030050010003000Kh5.124.494.133.883.703.282.862.48旅馆的热水小时变化系数Kh值表4.3.2-2床位数m1503004506009001200Kh6.845.614.974.584.193.90医院的热水小时变化系数Kh值表 4.3.2-3床位数m5075100200300500Kh4.553.783.542.932.602.23注：当旅
4、馆、医院、疗养院已有卫生器具数时，可按第4.3.3条规定计算设计小时耗 热量，其卫生器具同时使用百分数，旅馆客房卫生间内浴盆可按30%50%计，其他器具不 计；医院、疗养院病房内卫生间的浴盆可按25%50%计，其他器具不计。不同类型建筑，由同一供热站供应热水时，应计算建筑物之间热水供应的同时使 用百分数。第 4.3.3 条 工业企业生活间、公共浴室、学校、剧院、体育馆（场）等建筑的集中热 水供应系统全日供热水时的设计小时耗热量，应按下式计算：Q二工qhc（tr-tl）no b/3600（4.3.3）式中Q设计小时耗热量（W）；qh卫生器具热水的小时用水定额（L/h），应按本规范表4.1.2-2
5、米用；c水的比热（J/kgC）；tr热水温度（C）应按本规范表4.1.2-2米用；tl冷水温度（C）宜按本规范第4.1.5条规定采用；no同类型卫生器具数；b卫生器具同时使用百分数；公共浴室和工业企业生活间、学校、剧院及体育馆 （场）等的浴室内的淋浴器和洗脸盆均应按100%计。冷水的计算温度，应以当地最冷月平均水温资料确定。当无水温资料时，可按表 4.1.5 采用。冷水计算温度表 4.1.5分区地面水水温（C）地下水水温（C）第1分区4610第2分区410 15第3分区515 20第4分区10 1520第5分区715 20注：分区的具体划分，应按现行的室外给水设计规范的规定确定。第四节热水器风
6、荷载计算校核1、热水器各部件自重(1) 该热水器上满水后，水箱内水为130kg，重量为：130kgX9.8N/kg=1274N；(2) 水箱质量 20kg，重量:20kgX9.8N/kg=196N；(3) 20 支真空管的重量:1.35kgX20X9.8N/kg=264.6N；(4) 上水后真空管内水的重量：n (0.037/2)2tfX1.6mX1X 1000kg/m3X9.8N/kgX20=337.015N；2、热水器受力分析太阳热水器最大受风面积：1.53X0.48+1.416X1.189=2.41812级风荷载为0.3kN/tf即300N/tfF 风=300N/tfX 2.418 tf
7、=725.4NG = 337.015+264.6=601.615N由于热水器背面受到的风的力比正面大，故以背面受力为主计算。 以o点为原点，热水器受到的风的力矩为M 风=卩风 cos40X(1840+240)/2=725.4Ncos40X1040= 577.92N m水箱及水的重力力矩为M 水箱=(1274+196) cos50X 1.84=1738.61N m真空管及管内水重力力矩为M 真空管=601.615 cos50X 1.6/2=368.69N m由以上计算可见M水箱+M真空管M风 则热水器受到的风荷载影响极小。安全系数S=(M水箱+M真空管)/ M风= (1738. 61+368.6
8、9) /577.92=3.65注：最大受风面积是按太阳热水器前后向正投影面积，由于该型热水器 中间间隙颇多；且如图七水箱及真空管外形为圆形，风阻小于最大截面第五节 海水淡化计算每天热水器工作八小时，出水温度T=65C。当太阳能热水器的进水温度为T1=45C时，平均 每小时产热水1.5吨，热水器效率为0.35；进水温度为T2=60C时，平均每小时产热水6 吨，热水器效率为0.40。两种情况同时存在，问总共需要多少平方米的太阳能集热器。 当地太阳辐照量按国家气象局统计的济南市(与莱州纬度相差不大)2000年数据计算。 2000年济南市太阳辐照量(单位MJ/川)如下：全年1月2月3月4月5月6月7月
9、8月9月10月11月12 月4895240.352.527.549.557.544.542.498.438.245.213.184.395623884753020446418193851吨海水升温至65C所需热量Q = m - At - Cp式中Q海水升温吸收的热量kJm海水的质量 熄Cp海水的定压比热容kJ/(kg C) At进出太阳热水器的海水温差C m=1000 kkCp=4.06kJ/(kk C)At 1=T-T1=20CAt 2=T-T2=5C 计算所得Q1=80320kJQ2=20080kJ加热海水所需太阳能集热器的面积(2)式中Q海水升温吸收的热量Jq 太阳辐照量KJ/tf n太
10、阳热水器的热效率系统需要的总的集热器面积为(3)A = A + A12式中Al进水温度为45C时的集热面积A2进水温度为60C时的集热面积 tf将太阳辐照量换算成倾斜面上总的太阳辐照量（热水器倾角为38） 利用IEA方法计算：（1）大气层外的太阳辐照量I = 1164 + 38sin 严 + DOI 3653)式中：1164为太阳常数，D一年中这一天的通算日数，D按每个月的15日计算。（2）不同时刻的太阳辐照量一天中不同时刻的太阳辐照量取月平均值，可消除因天气状态的不同而引起的不规则 性，而成为一条光滑的曲线，曲线的形状在水平面上大致是一条正弦曲线，用式子表示出来， 则为2Tcos(T -12
11、)4)式中：Q每月的日平均辐照量;TO日照时间，取10小时；T时刻（太阳时）：（3）有关太阳高度位置的三个值sinh = cos L cos 5 cos t + sin L sin 5,匚、o(5)6)cosh sin Q = cos 5 sin to cosh cosQ 二一sin5 cosL + cos5 sinLcosto （7）式中：L纬度；8太阳赤纬，取月中太阳赤纬；t 时角（以正南为0,每一小时为15，用角度表示时刻）。 月中太阳赤纬的计算为5 二 23.45 sin360 x (284 + n)n这一天在这一年中的序号(4)求大气层外水平面太阳辐射量IOH及地面法线面的直接太阳辐
12、射量IHI = I sinhOH O o(9)PP 二I /1H OH(10)I 二 1540PP - 470DN(11)若 IDN860 时，取 IDN=860；若 IDNV0 时，取 IDN=0。(5)求水平面的天空太阳辐射量IHSI = I 一 I sinhHS H DN o(10)当 IHSV0 时，取 IDN= IH/ sinhO, IHS =0。(6)求倾斜角的入射角余弦cosicos i = cos e sinh + (cosh cos Q )(sin e sin ) + (cosh sin q )(sin e sin )o o o式中&倾斜角的倾角；倾斜角的方位角。并且，cos
13、iV0.017 时，取 cosi=0。(7)所求倾斜角的总太阳辐射量Ip根据下式估算=cos iIND1 + cos e21 一 cos eHS(12)式中：P地面的反射率，取0.1。所需太阳能集热器的面积，如下表表1123456789101112辐照117417591831185918131806166114618019819471316162量16614854斜面106415911987185616791640160415571561辐照785184787415量213544378有效15101897177416001560152714871494辐994166174301750580076861照量集热面积243160127136151155158162162321301352A1m2
