太阳能热水器设计解析
太阳能热水系统设计
设计者：4141    学号：4141  班级：新能源1101
前言：太阳能热水器系统主要由太阳能集热系统和热水供应系统构成；包括太阳能集热器、贮水箱、循环管道、支架、控制系统、热交换器和水泵等设备和附件。本设计将为一个地理位置为福建福州的两层小型别墅设计一个合适的太阳能热水器系统。
一、用户基本情况调查
、环境情况
城市名称
纬度
Hha
Hht
Ht.a
H半坡起步熄火Lr
Ta
Sy
St
f
N
福州
26°05′
11.772
4307.124
12.128
4436.527
太阳系有多少个星球19.6
4.6
1665.5
40%~50%
10
注：Hha为水平面年平均日辐照量，MJ/(m2·d); Hht为水平面年总辐照量，MJ/(m2·a)；Ht.a为当地纬度倾角平面年平均日照量，MJ/(m2·d)；HLr为当地纬度倾角平面年总辐照量，
MJ/(m2·a)；Ta为年平均环境温度，℃；Sy为年平均每日的日照小时数，h; f为年太阳能保证率推荐范围；为回收年限允许值，年。
、用水情况
2.1日均用热水量
日均用热水量计算公式：
qrd=qrm
式中：
qr——热水用水定额，L/（b·d），查《民用建筑太阳能热水系统工程技术手册》表1-11，最高日用水定额为为80L/（b·d），日均用水量按最高日用水定额的50%考虑，取40L/（b·d）；
m——用水计算单位数，定为4人。
计算可得日均用热水量qrd=40*4=160L/d
2.2日均耗热量
日均耗热量计算公式：潮州功夫茶
Qd=qrcρ（tr-tl）m/86400
式中：
Qd——日耗热量，W；
qr——热水用水定额，L/（b·d）；
c——水的比热容，c=4187J/（kg·℃）；
企业祝福语八个字霸气ρ——热水密度，中国核武kg/L；60℃水密度为0.983kg/L；
tr——热水温度，tr=60℃；
tl——冷水温度，查《民用建筑太阳能热水系统工程技术手册》表1-16，定为20℃；
m——用水计算单位数，定为4人。
计算可得日均耗热量Qd=1219.50W
2.3小时耗热量
小时耗热量计算公式：
Qh=Khmqrcρ（tr-tl）/86400
式中:
Qh——设计小时耗热量，W；
qr——热水用水定额，L/（b·d）；
c——水的比热容，c=4187J/（kg·℃）；
ρ——热水密度，kg/L；60℃水密度为0.983kg/L；
tr——热水温度，tr=60℃；
tl——冷水温度；
m——用水计算单位数，定为4人；今年国庆节怎么放假
Kh——小时变化系数，查《民用建筑太阳能热水系统工程技术手册》表4-3，取5.12。
计算得到小时耗热量Qh=6243.94W
、场地情况
福建福州，二层别墅。
4、水电情况
全天24小时供水供电。
二、系统类型的确定
该别墅属于低层居住建筑，根据《太阳能热利用》表9.3，可得
1、选用集中热水系统；
2、系统运行的方式选用强制循环系统，可以将储水箱置于室内，也不用高于集热器；
3、为了达到较高的效率，选择直接系统，不使用换热器；
4、使用内置加热系统，即使用辅助热源，以防日照不足；
5、辅助热源的启动方式选择按需手动启动系统。
三、集热器类型的确定
太阳能热水系统中集热器的类型，譬如平板集热器、全玻璃真空管集热器、热管式真空管集热器等，应根据太阳能热水系统在一年中的运行时间、运行期内最低环境温度等因素确定。由于福建福州的平均温度为19.6℃，年最低温度不低于零度，连续阴雨天数不超过5天，所以不需要采取防冻措施，根据《太阳能热利用》表9.4以及课件，可以选用平板流道式集热器，可以承受热水温度为60°；能承压；中低温区性能好；质量稳定性也很好。
四、集热器面积的确定
由于选用的是直接系统，所以根据直接系统集热器总面积公式：
AC=[QWCW(tend-ti)f]/[Jtηcd（1-ηL）]
式中：
AC——直接系统集热器采光面积，m2；
QW——日均用水量，kg；
CW——水的定压比热容，kJ/（kg·℃）；
tend——储水箱内水的终止温度，℃；
ti——水的初始温度，℃；
Jt——当地春分或秋分所在月集热器受热面上月均日辐照量，kJ/m2；

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