集热器面积选型计算过程

集热器面积的选型计算

长沙XXX 地产有限公司——XXX 一期项目：地理位置：纬度28°14′，经度113°06′，当地纬度倾角平面年平均日辐照量11061KJ/（㎡·d ）。

根据该建筑特点，使用间接式系统；按每日45℃总用水量1800㎏计，计算太阳能热水系统集热器面积及板式换热器面积：

（1）直接系统集热器总面积可按下式计算

)

1()(L cd f i end w w c J f t t C Q A ηη--=

………………………………（公式1） 式中： c A — 直接系统集热器总面积，㎡；

w Q — 日均用水量，㎏，取1800㎏；

w C — 水的定压比热容，KJ/㎏·℃，取4.187KJ/㎏·℃；

end t — 储水箱内水的终止温度（用水温度），℃，取45℃；

i t — 水的初始温度，℃，取15℃；

f J — 当地集热器采光面上的年日均辐照量KJ/㎡，长沙取11061KJ/㎡；

f — 太阳能保证率，%；根据系统使用期内的太阳辐照、系统经济性及用

户要求等因素综合考虑后确定，宜为30%~80%，长沙取50%；

cd η — 集热器的年平均集热效率；根据经验值宜为0.25~0.55，具体根据产

品的实际测试结果而定，取0.55；

L η — 贮水箱和管路的热损失率；根据经验为0.10~0.20，取0.20；

经计算得：c A =23.23㎡。

（2）间接系统集热器总面积可按下式计算

)1(hx

hx C L R C IN A U A U F A A +=……………………………（公式2）

式中：

IN A — 间接系统集热器总面积，㎡；

L R U F — 集热器总热损失系数，W/（㎡·℃）；对平板型太阳能集热器，宜

取4~6 W/（㎡·℃），取4.2 W/（㎡·℃）；

hx U — 换热器传热系数，W/（㎡·℃），取2500W/（㎡·℃）；

hx A — 换热器换热面积，㎡；公式3计算得：1.404㎡，实际取1.5㎡，型

号：BR01；

c A — 直接系统集热器总面积，㎡；公式1计算得：23.23㎡。

经计算得：IN A =23.83㎡，实际安装面积为24㎡。

（3）公式2中，换热器换热面积换hx A 下式计算

j

hx z r hx t U Q C A ∆=

ε………………………………………（公式3） 式中： r C — 热水系统的热损系数，r C =1.1~1.2，取1.2；

z Q — 太阳能集热系统提供的热量，W ，公式4计算得：11700W ；

ε — 结垢影响系数，ε=0.6~0.8，取0.8；

hx U — 换热器传热系数，W/（㎡·℃），取2500W/（㎡·℃）；

j t ∆ — 一般可根据集热器的性能确定，可取5~10℃，取5℃；

经计算得：hx A =1.404㎡。

（4）公式3中，太阳能集热系统提供的热量z Q 可按下式计算

Y i Z S C Q ⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯=

36001000)t -t (ρq f k end r rd t …………（公式4） 式中：

t k — 太阳辐照度时变系数，一般取1.5~1.8，取高限对太阳能利用率有利，

取1.8；

f — 太阳能保证率，按照太阳能实际保证率计算，长沙取50%；

q—日均用水量，kg，取1800kg；

rd

C—工质的定压比热容，30%的水乙二醇水溶液取3.75KJ/（㎏·℃）；

—工质密度（kg/L），30%的水乙二醇水溶液取1.04；

r

t—储水箱内水的终止温度（用水温度），℃，取45℃；

end

t—水的初始温度，℃，取15℃；

i

S—年平均日日照小时数，h，长沙取4.5h；

Y

经计算得：

Q=11700W。

z

结论：

根据实际屋面安装情况和上文中公式计算结果，为贵方屋面安装1800L太阳能贮热水箱1个，安装平板太阳能集热器面积24㎡，太阳能间接循环换热的板式换热器面积为1.5㎡。以上计算结果仅供参考！

XXXX太阳能股份有限公司

2011年月日