太阳能-集热面积计算软件
数值
13116 50.0% 0.2 200 4.18 0.9832 60 10 0.0%
间接系统以此估算 间接系统以此计算 平板型集热器（4~6），真空管集热器（1~2）
1.64503843
容积式水加热器 380~410 导流型容积式水加热器 680~1500 半容积式水加热器 810~2500 半即热式水加热器 1600~2100 板式换热器 2000际情况填写下列表格 200 L/d 4.18 KJ/kg·℃ 0.9832 kg/L 60 ℃ 10 ℃ 13116 KJ/m2 40% 50.0% 0.2
Ac Ain估算 Ain细算 Fr·UL（集热器总热损系数） F（换热器面积）
3.1 m2 3.3 m2 3.3 m2 5 W/m2·℃ 0 m2
集热器面积及系统换热量计算表
直接系统：Ac=QwCwρ (tend-ti)f/Jt*ncd*(1-nl) 间接系统：Ain=Ac（1+(FrUL·Ac/K·F）)
Qw(日均用水量) Cw(水的定压比热容) ρ （热水密度） tend(水的终止温度) Ti(水的初始温度) JT(春分或秋分月均辐照量) f(太阳能保证率) ncd(集热器全日集热效率) nL(管路热损失)
L KJ/kg·℃ kg/L ℃ ℃
f(太阳能保证率) Cw(水的定压比热容) 密度 tend(水的终止温度) Ti(水的初始温度) Qw(日均用水量)
1.15 0.7 7℃ 1353 W 1.6 40% 200 L 60 ℃ 10 ℃ 4.187 kj/kg·℃ 5.5 h
备注：
算表
根据集热器的数量反算保证率
推荐取值范围 实际有效采光面积 JT(春分或秋分月均辐照量) ncd(集热器全日集热效率) nL(管路热损失) 根据地区冷水温度填写 根据地区年平均辐照度填写 30%~80% AURON：82% 0.1~0.2 YOURON:74% FLATRON 80% Qw(日均用水量) Cw(水的定压比热容) 密度 tend(水的终止温度) Ti(水的初始温度) f(太阳能保证率)
1.5~1.8
手动填写 计算结果 经验取值
器的数量反算保证率
根据集热器的数量计算产水量
单位 m2 KJ/m
2·
备注 实际有效采光面积
数值 m2
单位
备注
d
JT(春分或秋分月均辐照量) ncd(集热器全日集热效率) nL(管路热损失)
13116 KJ/m2·d 50.0% 0.2 100% 4.18 KJ/kg·℃ 0.9832 kg/L 60 ℃ 10 ℃ 0
K（传热系数）
800 W/m2·℃
Cr（集热系统热损系数） ε （由于水垢和热媒分布不均均匀影响热效率的系数） △tj（热媒与被加热水的计算温差） Qz（集热系统换热量） kt（太阳辐照度时变化系数） f（太阳能保证率） qrd（日用水量） te（热水出水温度） tL（冷水温度） Cw(水的定压比热容) Sy（年平均日日照时数）
太阳能集热器定额
太阳能集热器定额太阳能集热器是一种利用太阳能进行加热的设备，广泛应用于家庭、工业和商业领域。
为了确保太阳能集热器的正常运行和使用寿命，需要进行定额计算。
太阳能集热器定额主要包括以下几个方面。
首先，需要计算太阳能集热器的面积。
太阳能集热器的面积越大，其吸收太阳能的能力就越强，从而可以提高其加热效率。
一般来说，太阳能集热器的面积应该根据使用的场所和需求来确定。
例如，如果是用于家庭供暖，一般需要计算每平方米的采暖负荷，然后根据采暖负荷来确定所需的太阳能集热器面积。
其次，需要计算太阳能集热器的倾角和朝向。
太阳能集热器的倾角和朝向可以影响其吸收太阳能的效率。
一般来说，太阳能集热器的倾角应该与所在地区的纬度相等，朝向应该朝向正南方。
如果无法朝向正南方，则应该尽可能接近正南方。
第三，需要计算太阳能集热器的材料和结构。
太阳能集热器的材料和结构可以影响其使用寿命和加热效率。
一般来说，太阳能集热器的材料应该具有良好的耐候性和耐高温性，同时具有高吸收率和低辐射率。
太阳能集热器的结构应该合理，以便于维护和清洁。
第四，需要计算太阳能集热器的水容量。
太阳能集热器通常与水箱相连，将吸收到的太阳能转化为热能，然后储存在水箱中供使用。
因此，需要根据使用需求来确定水箱的容量大小。
最后，还需要考虑太阳能集热器的维护和保养。
太阳能集热器使用过程中需要定期清洗和检查，以确保其正常运行。
同时，在安装过程中还需要考虑一些安全措施，以防止意外发生。
总之，太阳能集热器定额是确保其正常运行和使用寿命的重要因素。
通过合理计算太阳能集热器的面积、倾角、朝向、材料、结构和水容量等因素，可以有效提高其加热效率和使用寿命，从而为人们提供更加便捷和环保的加热方式。
太阳能系统计算公式表
PI =
n 1 1+ e 1 − ( d ≠ e) d − e 1+ d
（14）
d e n PI
5.94% 2.00% 15 年 11.006
2008年5年以上贷款利率，% 年燃料价格上涨率，% 经济分析年限 折现系数
寿命期内太阳能热水系统的总结省费用的计算 Cc （15） Ad DJ ΔQsave SAV 0.14 元/MJ 180000 元 1.00% 209463.3 MJ/a 122931.5973 元
回收年限的计算
Ne =
ln 1 − PI ( d − e ) 1+ e ln 1+ d
回收年限
（16）
Ne Ne中的PI
7.86 年
PI =
Ad ∆QsaveCc − Ad DJ
6.54 折现系数
PI
QCO2 =
（17） W Eff Fco2 Qco2
∆Qsave × n 44 × FCO2 × W × Eff 12
太阳能热水系统年节省量的计算 直接系统 AC （13） JT ηC ηcd ΔQsave 折现系数的计算 89.6 m2 5844.4 MJ/m 20.00% 50.00% 209463.3 MJ/a
2
∆Qsave =AC J T (1-ηc )ηcd
直接系统的太阳集热器面积，m2 太阳集热器采光表面上的年总太阳辐照量，5844.4MJ/m 管路和水箱的热损失率，取20% 太阳集热器的年平均集热效率，无量纲，取50% 热水系统年节能量
0.726
0.543
0.404
0.866
5844.4MJ/m
2
/MJ，煤为元/MJ，油为元/MJ
单位集热器采光面积日产热水设计量计算方法
单位集热器采光面积日产热水设计量计算方法
1单位集热器采光面积日产热水设计量，按下式计算：
（式1）
式中：q v —单位集热器采光面积日产热水设计量[L/（m2·d）]
J T, max—南向40°倾角集热器采光面上最大日太阳辐照量[kJ/（m2·d），按表1 取值]。
ηc, max —太阳能集热系统月最大日集热效率。
ηL—太阳能集热系统热损失率（%）。
ρr—水密度（kg/L，取1.0kg/L）。
C p—水定压比热[kJ/(kg·℃)，取4.187kJ/(kg·℃)]。
t r─ 热水设计温度（℃）。
t l─ 冷水计算温度（℃）
表A.0.1 北京地区南向40°倾斜面逐月最大日太阳辐照量月份 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 年均
逐月集热器采
光面(南向40°
19.970 23.805 26.361 26.899 27.079 23.84 23.718 24.543 26.31 25.873 20.463 17.612 23.87 倾角)最大日太
阳辐照量×103
[kJ/(㎡▪ d)]
注：“逐月集热器采光面(南向40°倾角)最大日太阳辐照量”数据，为在气象台
公布1996年~2000年间日太阳辐照量最大值基础上做5%折减处理后数值。
集热器采集的热量计算公式
集热器采集的热量计算公式在太阳能利用领域，集热器是一种常见的设备，用于采集太阳辐射能，并将其转化为热能。
通过集热器，我们可以利用太阳的能量来加热水或空气，用于供暖、热水等用途。
在设计和使用集热器时，了解如何计算采集的热量是非常重要的。
本文将介绍集热器采集的热量计算公式，并探讨其应用。
集热器采集的热量可以通过以下公式来计算：Q = A G η。
其中，Q表示采集的热量（单位，焦耳），A表示集热器的有效面积（单位，平方米），G表示太阳辐射能的总辐射照度（单位，W/平方米），η表示集热器的热效率。
首先，我们来看一下太阳辐射能的总辐射照度G。
太阳辐射能是指太阳发出的辐射能量，它是太阳能利用的基础。
太阳辐射能的总辐射照度可以通过以下公式来计算：G = G0 cosθ。
其中，G0表示太阳常数，是太阳辐射能在地球大气层外的辐射照度，其数值约为1367W/平方米；θ表示太阳高度角，是太阳光线与地面法线的夹角。
太阳高度角的计算涉及到地理位置、日期和时间等因素，一般可以通过相关的计算公式或太阳高度角表来获取。
其次，我们来看集热器的热效率η。
集热器的热效率是指集热器将太阳辐射能转化为热能的效率，其数值通常在60%至80%之间。
集热器的热效率受到多种因素的影响，包括集热器的材料、结构、工作温度等因素。
在实际应用中，我们可以通过实验或参考相关文献来确定集热器的热效率。
最后，我们来看集热器的有效面积A。
集热器的有效面积是指集热器用于采集太阳辐射能的有效面积，其数值取决于集热器的设计和制造。
在实际应用中，我们可以通过测量或参考集热器的技术参数来获取有效面积的数值。
通过以上公式和参数，我们可以计算出集热器采集的热量Q。
在实际应用中，我们可以根据具体的情况来选择合适的集热器，并通过计算来评估其采集的热量。
同时，我们也可以通过调整集热器的参数或优化设计来提高集热器的热效率，从而提高热量的采集效果。
除了上述公式，还有一些其他与集热器采集热量相关的计算公式，例如集热器的热损失计算、集热器的热传递计算等。
太阳能热水器的产水量计算
(一)太阳能热水器的能量平衡方程太阳能热水器实际吸收到的太阳辐射能一部分用来加热水，另一部分用于加热集热器、水箱、管路等其他部分，以及支付系统各部分的热损失。
根据能量平衡理论，太阳能热水器的能量平衡方程可表达为Q A=Q U+Q L+Q S式中QA-每天每平方米太阳能热水器吸热表面吸收的太阳辐射，kJ或kcalQU—每天每平方米太阳能热水器中工作流体获得的热量，又称有效得热，kJ或kcalQL—每天每平方米太阳能热水器通过辐射、对流和传导散失到周围环境的热量，又称热损失，kJ或kcalQS—太阳能热水器贮存的能量，kJ或kcal上式QA =（ta）HTQ U =MCp(te—ti）或M=QU/Cp(te—ti)Q L =UL(Te-Ta）DtQ S = SCcDT其中 HT—单位面积集热器倾斜面太阳辐射日总量 kJ/ m2或kcal/m2 (ta)—透过吸收率乘积 %t e 、ti、ta-热水器终止水温、初始水温和环境温度℃M—单位面积太阳能热水器的产水量kg/ m2Cp—水定压比热kJ/kg℃ 或kcal/kg℃UL-太阳能热水器总热损系数W/m2℃ 或kcal/ m2℃h Dt—集热器吸收辐射的累计时间sCc—单位面积太阳能热水器各部分的热容 kJ/ m2℃Tf—热水器的平均温度℃DT-太阳能热水器各部分的温升℃t—时间 s各月代表日的选择计算各月太阳辐射日总量月平均值,按中央气象局有关专家推荐,按下表选择各月代表日以简化计算。
（三)珠海市的太阳辐射资源和气象条件根据广东省气象局提供的历年统计数据，把珠海地区的气象条件列如表2供分析参考,根据上述计算公式，按照珠海海地区Φ=230、S=330，并按表1和表2提供的有关数据，可计算珠海地区倾斜面上各月太阳总辐射日总量月平均值，因为珠海地区太阳能热水器的使用季节以冬半年为主，故只列出广州地区9、10、11、12、1、2月的的计算结果如下表：（四)太阳能热水器的透过率、吸收率和热损系数的估算太阳能热水器由太阳能集热器、贮热水箱、循环管路、支架等组成，太阳能热水器的透过率和吸收率即为太阳能集热器表面盖层的透过率和集热板的吸收率；而太阳能热水器的热损系数则包括了集热器的热损失、贮热水箱的热损失和管路系统的热损失。
太阳能工程计算常用公式
太阳能工程计算常用公式1.太阳辐射计算公式太阳辐射是太阳能工程中最关键的参数之一，可以通过以下公式进行计算：H = H0 * (1 - a * cos(theta))其中，H为太阳直射辐照度，H0为地球半径上太阳辐射的强度，a为大气散射系数，theta为太阳高度角。
2.太阳能电池板功率计算公式太阳能电池板的功率可以通过以下公式进行计算：P = A * G * eta其中，P为太阳能电池板的功率，A为太阳能电池板的面积，G为太阳辐射强度，eta为太阳能电池板的转换效率。
3.太阳能热水器设计公式太阳能热水器的设计需要考虑到太阳辐射强度、太阳能热水器转换效率等因素，可以用以下公式进行计算：Q = A * G * eta * FR其中，Q为太阳能热水器的热输出，A为太阳能集热器的面积，G为太阳辐射强度，eta为太阳能集热器的转换效率，FR为太阳能热水器的散热损失系数。
4.太阳能发电系统收益计算公式太阳能发电系统的收益可以通过以下公式进行计算：E=P*H*AF*PR其中，E为太阳能发电系统的年发电量，P为太阳能电池板的功率，H为太阳辐射强度，AF为发电系统的年可利用系数，PR为太阳能电池板的损耗系数。
5.太阳能系统投资回收期计算公式太阳能系统的投资回收期可以通过以下公式计算：T=I/(S*C-(E*P*AF))其中，T为太阳能系统的投资回收期，I为太阳能系统的投资成本，S为太阳能系统的每年节约的能源成本，C为太阳能系统的每年运行成本，E为太阳能发电系统的年发电量，P为太阳能电池板的功率，AF为发电系统的年可利用系数。
这些是太阳能工程计算中常用的一些公式，可以帮助太阳能工程师进行相关计算和设计。
当然，具体的计算还需要考虑到实际情况和具体参数，这些公式只是提供了一些基本的计算方法和思路。
太阳能热水系统的计算
q x 全日供应热水的循环流量L/h；
Q s 配水管道的热损失（W），经计算确定，一般采用设计小时
耗热量的3%~5%
t 配水管道的热水温度差（℃），按系统大小确定，一般取
5℃~10℃；
五、辅助加热空气源热泵的设计小时供热量应按下式计算
Qg K1mrqC(tTr1tl)r
.
Q g 热泵设计小时供热量kJ/h； T1 热泵机组设计工作时间h/d，取12h~20h； K 1 安全系数，取1.05~1.1； 六、热泵机组热水供应系统设置贮热水箱（罐）有效容积
Vr K2((QtrhtQ l)gC)Tr
V r 贮热水箱（罐）有效容积（L）； T 设计小时耗热量持续时间（h）；
有效贮热容积系数，贮热水箱：
卧式贮热水箱（罐）取0.80~0.85 立式贮热水箱（罐）取0.85~0.90 K 2 安全系数，取1.10~1.20。
.
七、太阳能系统附件 1、太阳能控制系统 水温水位测控仪可以实现对太阳能热水器的水位、水温以及
j 集热器平均集热效率，按产品实测数据确定，经验值取50%；
l 贮水箱和管路的热损失，室外水箱去20%，室内水箱取15%； C 水的比热，C=4.187kJ/㎏℃；
r 热水密度，60℃热水密度0.9832㎏/L；
m 用水计算单位数（人数或床位数）。
参数计算结果： 按以上公式及设计参数计算出海口、三亚地区住宅和宾馆项目
2、太阳能热水系统设计参数 （1）海口、三亚地区太阳能热水系统设计参数： 气象参数：纬度 海口北纬20°02'，三亚北纬18°14'； 年平均日太阳辐射（水平面）：海口12.912MJ/㎡日，三亚 16.627MJ/㎡日；
.
年平均日太阳辐射（当地纬度倾角平面）：海口13.018MJ/㎡日， 三亚16.956MJ/㎡日；
屋顶太阳能PVT系统性能分析
1 前言太阳能的应用，以采用单晶硅作为原料生产的太阳能电池，其转化率在16%～20%，而在此基础上，其能量转化效率很差。
此外，在温度的作用下，太阳能硅片的输出功率也受到了很大的影响。
系统温度上升1℃时，系统的发电效率就会下降大约0.5%。
从光电转换的角度来看，大约80%的光辐射没有得到充分的使用，而没有被充分利用到的热量则会使电池堆的热量升高，从而降低了功率。
针对太阳能光伏系统中由于环境的变化，采用在太阳能板后铺设流动通道，利用循环的方式对其进行降温，从而使其降温，改善太阳能的利用率。
利用循环系统将太阳能电池的热转移出去，同时，产生电能和热效益的技术。
PV/T 是一项被世界公认的新型太阳能技术，它可以有效地提高太阳能的利用率，并能满足客户对电能质量和质量要求的要求。
PV/T 系统可以提供热量和电力，但是，PV/T 的运行受到气象环境的严重制约，并且没有足够的能量供应。
自从PV/T 被提出后，就受到国内外学者广泛关注，国内外学者从不同的角度对PV/T 进行了研究。
目前，所研究方向主要集中在材料、结构、流道集合特性、换热性能等方面。
张晨宇等通过对PV/T 采用的相变式蓄热器进行了实验，结果表明，采用这种方法可以降低PV/T 的温度变化。
对于相同材质的PV/T 模型和集热工质，已有学者对其进行了多种改良。
张乾等对PV/T 结构有没有玻璃盖进行了讨论，结果表明，尽管有盖玻璃罩的PV/T 比不加玻璃罩的热效率要高，但有罩的PV/T 比不用玻璃罩要低得多。
鲁朝阳等人对不同形状的空冷PV/T 流道结构进行了分析，结果表明，通过增加PV/T 的入口和入口的面积比例可以有效地改善PV/T 的整体性能。
王博飞分析了不同流速对PV/T 操作特性的影响，得出了在选择最优流量时，太阳辐照的强弱对PV/T 的选择起着决定性的作用；在高日照条件下，这种方法的作用不明显。
PV/T 背后的流路结构是光热光电转换的重要因素，许多学者都用各种通道的数学模式来分析PV/T 的特性。
太阳能集热器系统的设计与仿真
太阳能集热器系统的设计与仿真太阳能作为一种清洁、环保的能源，得到了越来越多人的重视。
而太阳能集热器是将太阳能转化为热能的重要设备。
本文将介绍太阳能集热器系统的设计以及仿真过程。
一、太阳能集热器系统的设计1. 系统组成太阳能集热器系统主要由集热器和储热器组成。
其中，集热器是将太阳能转化为热能的关键部件，而储热器则用于储存热能，在晚间或天气恶劣时提供热能。
2. 集热器设计太阳能集热器有很多种不同的设计形式，常见的有平板式、真空管式和抛物面式等。
平板式集热器适合大面积的热水供应，真空管式集热器适合小面积的供热，抛物面式则适合集中式供热。
因此，在设计太阳能集热器时需根据实际需求选择适合的类型。
另外，集热器的材料也非常重要。
目前常用的集热器材料有铜、铝、不锈钢、玻璃等。
这些材料的选择需要考虑到其导热性能、耐腐蚀性、成本等多方面因素。
3. 储热器设计太阳能集热器系统的储热器有水箱式和水袋式两种。
水箱式储热器适合大面积供热，但需要占用较大的空间。
而水袋式储热器则占用空间小，但需要结构设计严密，并有一定的泄漏风险。
因此，储热器的选择需根据实际需求和环境进行权衡。
二、太阳能集热器系统的仿真为了测试太阳能集热器系统的性能和效率，可以使用仿真软件对其进行模拟。
本文将以Simulink为例进行太阳能集热器系统的仿真。
1. 搭建仿真模型首先，需打开Simulink并选择相应的模块进行搭建仿真模型。
在对太阳能集热器系统进行仿真时，需将集热器、储热器、水泵等组成部分加入仿真模型中。
2. 设定参数在搭建好仿真模型后，需要设定模型的参数。
包括太阳辐射强度、集热器面积、集热器材料、储热器容量等。
这些参数的选择需要根据实际情况进行调整，以便准确反映太阳能集热器系统的性能。
3. 运行仿真设定好参数后，即可运行仿真模型。
在运行模型时，可以观察集热器、储热器、水泵等组成部分的温度和热能的变化情况，以及整个太阳能集热器系统的工作状态。
4. 分析仿真结果仿真结束后，需要对结果进行分析。
基于TRNSYS 的CPC 集热器太阳能热水系统的模拟分析
摘 要：通过 TRNSYS 软件搭建了复合抛物面聚光器 (CPC) 集热器太阳能热水系统模型，对广州地区某小型
别墅的太阳能热水系统进行了设计，并观察系统在 1 年 (8760 h) 中的运行情况。选取了系统在 4 个典型日的
运行情况进行分析，得到了 CPC 集热器在春分日和冬至日的最高出口温度分别为 67.5 ℃和 68.2 ℃，在夏至
1 CPC 集热器的数学模型 1.1 CPC 集热器的光学原理
Bl
C= πdl
(1)
式中，l 为抛物面反射镜的长度，m；B 为抛物
面反射镜的槽宽，m；d 为真空玻璃管的直径，m。 1.2 CPC 集热器的光学效率
太阳光投射到聚光器并被其反射，然后在透
过真空玻璃管到金属吸热管外表面的过程中存在
光学损失和热力学损失。在聚光的过程中，光学
式中，ηa 为光传播效率；ηb 为阴影损失；
学术研究
关联。姚莉等 [7] 利用 TRNSYS 软件，以平板集热
机构及保温材料组成。为了能获取到尽可能多的
器作为集热装置，搭建了强制循环太阳能热水系 能量，集热器应具有较大的聚光比，聚光比为抛
统，对广州地区平板集热器的最佳安装倾角进行 物面反射镜净采光面积与接收器表面积的比值。
了分析。付波 [8] 针对北京市某高校的公共浴室，
聚光比 C 的表达式为：
利用 TRNSYS 软件搭建了以真空管集热器为集热 装置的强制循环直接式太阳能热水系统，对集热 器进口水温、室外温度及太阳能辐射量对集热 器集热效率的影响进行了分析。杨亚帅等 [9] 采 用 TRNSYS 软件，针对天津地区某工业大学搭 建了太阳能热水系统，并通过实验分析和验证 了太阳能热水系统的集热性能。王美地等 [10] 以 TRNSYS 软件为平台，对平板太阳能热水器进 行了模拟研究，发现不同天气下日总辐照量对 太阳能热水器日平均效率的影响不大。龙星等 [11] 基于 Perez 辐射模型，借助 TRNSYS 软件，对 不同安装倾角及方位角时集热器单位面积采光 量的情况进行了探究。