太阳能补热地源热泵系统的计算

太阳能系统计算公式Company Document number：WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998太阳能系统计算公式Xzczxc119 太阳能系统计算中需要知道的参数：1)总负载功率：W2)设备使用电压：V3)每天的光照时间：H光4)每天放电时间：H放5)连续阴雨天数：D6)太阳能电池板转换功率、逆变器转换功率、蓄电池转换功率：80%（默认）7)线缆损耗：100%+20%（默认）8)蓄电池放电预留：20%（默认）下面开始计算：1)设备使用总电流I=W/V2)蓄电池容量mAh=I×H放×（D+1）÷80%【蓄电池放电预留】×120%【线缆损耗】3)蓄电池组数量n=V/12【蓄电池电压】4)蓄电池总容量mAh总=mAh×n5)太阳能电池板功率WP÷18V【太阳能电池板充电电压】=（I×H放×120%【电池板功率】）÷H光6)太阳能电池板实际WP实际=WP×120%【线缆损耗】7)电池板数n电池板=V/12【电池板电压】8)电池板总功率WP总功率=WP实际×n电池板40瓦备选方案配置1、 LVD灯，单路、40W，24V系统；2、当地日均有效光照以4h计算；3、每日放电时间10小时，（以晚7点－晨5点为例）4、满足连续阴雨天5天（另加阴雨前一夜的用电，计6天）。

电流＝ 40W÷24V ＝ A计算蓄电池＝× 10h ×（5＋1）天＝× 60h＝100 AH蓄电池充、放电预留20％容量；路灯的实际电流在2A以上（加20％损耗，包括恒流源、线损等）实际蓄电池需求＝100AH 加20％预留容量、再加20％损耗 100AH ÷80% × 120% ＝ 150AH实际蓄电池为24V /150AH，需要两组12V蓄电池共计：300AH计算电池板：1、 LVD灯 40W、电流：2、每日放电时间10小时（以晚7点－晨5点为例）3、电池板预留最少20％4、当地有效光照以日均4h计算WP÷＝（× 10h × 120％）÷ 4 h WP ＝ 87W */一般太阳能电池板为18伏充电电压，这里选用了*实际恒流源损耗、线损等综合损耗在20％左右电池板实际需求＝87W × 120％＝ 104W实际电池板需24V /104W，所以需要两块12V电池板共计：208W。

对武汉地质构造特点，对地下一定深度的温度场进行研究，并对地埋管的换热设计计算中的若干问题进行了研究，在简化计算换热模型的基础上，在Excel 上用VBA 编写宏功能，得到实用的地埋管换热的工程设计计算方法，是一种工程易用的计算软件。

同时将这种计算方法应用到了一个实际工程中。

0 前言地埋管地源热泵空调系统由土壤换热器、热泵主机和空调末端三部分组成，其中系统的关键是土壤换热器的设计与施工。

在现有的工程实践中，垂直地埋管方式居多。

这是因为垂直地埋管要比水平地埋管经济一些。

土壤换热器的设计计算要根据实测岩土体及回填料热物性参数，采用专用软件进行计算，或者按《地源热泵系统工程技术规范》附录B的方法进行计算。

由于上述两种方法在工程应用中都有诸多不便，在实际工程设计中并不实用。

一般工程设计都常用指标法。

为了保证计算结果安全可靠，在此，对现有的方法作了一些改进，在EXCEL上用VBA 编写宏功能，得到一种工程上易用的计算软件，并应用于工程实践。

通过一个实际工程来验证计算的正确性。

1 地质条件及温度场1.1 地勘柱状图及温度分布图1 为武汉市汉口的一个工程的地质条件及岩土体的情况，图2 为武汉市汉阳的一个工程的地质条件及岩土体的情况。

图3 为工程一地下温度场分布曲线图，图4 为工程二地下温1.2 测试结果分析由现场测试的结果可知：两工程地区跨度大，地质结构也有所不同，但地下平均温度却变化不大。

工程一所在地的地下平均温度为18.4 度，工程二所在地的地下平均温度为19.4 度。

由此可知，地区跨度较大，但地下的平均温度基本稳定在18度到19 度之间。

2 换热计算及其若干问题2.1 换热计算中几个问题的简化处理（1）沿垂直方向，不同地质结构，分别计算换热。

（2）进出口温差，沿垂直方向，根据地质结构不同分段，确定热交换温度。

（3）冬夏季进出口初始设计温度，按最不利情况考虑。

（4）埋管管井距，按3m<H<6m 考虑。

太阳能放置位置包括：（1）、30号楼楼顶（面积约400m2），楼高51m；（2）、后期30号楼前有车棚，顶部可放置，车库楼高2米，（3）、机房屋顶，机房楼高约6米。

三块地方总面积可以满足1000m2的要求。

1.4.4 太阳能辅助热源计算（1）太阳能资源分析太阳能资源是用不枯竭的清洁可再生能源，是人类可期待的、最有希望的能源之一。

我国幅员辽阔，有着丰富的太阳能资源，如下是我国太阳能资源分布图：本项目地点位于山东省、临沂市。

地理坐标为：北纬34°22′，东经117°24′。

根据国家气象中心2001年公布的《中国气象辐射资料全册》公布的数据，具体参数如下：（2）辅热与补热工作原理介绍春夏秋补热工作原理春夏秋三季，关闭阀门V2，V3，开启阀门V1。

运行太阳能循环水泵1，使集水箱内水被太阳能集热器加热。

当集水箱内水温达到65℃后，运行板式换热器一次水泵2和源侧水泵5，对土壤进行补热；当集水箱内水温低于25℃后，停止板式换热器一次水泵2和源侧水泵5，停止补热。

（3）补热定量计算春夏秋日平均太阳辐射强度为15.759 MJ/m2。

太阳能集热器的平均集热效率，根据经验取值取0.25～0.50，取0.48。

A 太阳能集热板选型按照民用太阳能设计规范中规定，直接系统集热器总面积按下式计算，在本项目中设太阳能在春夏秋三季内补充地埋部分所需的热量，考虑室外地埋换热器在设计过程中亦考虑了热平衡措施，太阳能补热仅需作为辅助措施，本方案中按总吸热量1084200 kW•h（3903120 MJ）的50%进行配置，则：A c =Q w f/ (nJ tηcd)式中：A c——直接式系统集热器采光面积；Q w——年累计吸热量，MJ；n ——年累计吸热天数，本方案为120天。

J t——当地集热器采光面上年平均日太阳辐照量，15.759MJ/㎡•d；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，一般为30%～80%范围内；ηcd——集热器的年平均集热效率，根据经验取值取0.25~0.50；根据以上公式计算出太阳能集热器采光面积为：1000㎡。

地源热泵的计算范文地源热泵是一种利用地下温度进行能量转换的系统，可以用来供暖和供冷。

地源热泵采用地下的恒定温度作为热源和冷源，通过热泵循环过程将地下的低温能量转换为家庭所需要的高温能量。

地源热泵的计算主要包括地热梯度的计算和热泵循环过程的计算。

地热梯度的计算是地源热泵系统的基础，它是指地下温度随着深度的变化率。

地热梯度可以通过测量地下温度和深度的关系来得到。

一般来说，地热梯度随着深度的增加而增加，所以地源热泵的设计要考虑地下温度的变化规律。

热泵循环过程的计算是地源热泵系统设计的核心部分，它包括热源侧和热泵侧的能量传递。

热源侧是指从地下吸收低温能量的过程，热泵侧是指将低温能量转换为高温能量的过程。

热源侧主要有地下热交换器和水泵组成，热泵侧主要有压缩机、膨胀阀和换热器组成。

在计算热源侧的能量传递时，首先需要计算地下温度的年平均值。

地下温度的年平均值可以通过地下温度观测数据的统计分析来得到。

然后，将年平均地下温度和水泵的工作参数代入地下热交换器的热传导方程中，可以计算出地下热交换器的传热量。

在计算热泵侧的能量传递时，首先需要计算热泵的制冷量或制热量。

热泵的制冷量或制热量可以通过热泵的性能参数和使用条件来估算。

然后，将制冷量或制热量代入热泵的循环过程方程中，可以计算出热泵的制冷功率或制热功率。

最后，根据热泵的制冷功率或制热功率和供暖或供冷的需求量，可以计算出热泵的工作时间和循环次数。

地源热泵的计算还需要考虑其他因素，例如水泵的功率和能效比、热泵的压缩机效率和换热器的传热效率等。

这些因素可以通过实际运行数据和设备性能参数来确定。

此外，还需要考虑地源热泵系统的综合能效和环境影响，在设计过程中要尽可能考虑节能和环保的原则。

总之，地源热泵的计算是一个复杂的过程，需要考虑地下温度的变化规律和热泵循环过程的能量传递。

在进行计算之前，需要收集地下温度观测数据和热泵的性能参数，然后根据实际情况和需求进行计算和优化，以得到最佳的地源热泵系统设计方案。

地源热泵的计算目录摘要1地然热泵介绍 (1)1.1热源 (8)1.2组成部分 (8)1. 3主要特点 (8)1. 4形式 (11)1.5可再生性 (13)1.6高效节能 (13)1.7优点 (16)1.8工作原理 (19)热泵原理 (21)热泵分类 (22)1.9系统类型 (24)1.10应用方式 (26)1.11制冷原理 (27)1.12制热原理 (28)1.13存在问题 (28)2土壤源热泵系统设计的主要步骤 (13)2.1建筑物冷热负荷及冬夏季地下换热量计算 (14)2.2地下管道设计 (14)2.21 选择管材 (15)2.22确定管径 (16)2.23 确定竖井管 (16)2.24 确定竖井数目及间距 (17)2.25 计算管道压力损失 (17)2.26 水泵选型 (17)2.27校核管材承压力 (18)3 其它 (18)4 设计举例 (19)4.1 设计参数 (20)4.1.1 室外设计参数 (21)4.1.2 室内设计参数 (21)4.2 计算空调负荷及选择主要设备 (21)4.3 计算地下负荷 (22)4.4 确定管材及埋管管径 (22)4.5 确定竖井埋管管长 (22)4.6 确定竖井数目及间距 (22)4.7 计算地埋管压力损失 (22)4.8 校核管材承压能力 (22)5参考文献 (23)摘要随着我国建筑业持续发展，对建筑节能的要求越来越高，而供热系统和空调系统是建筑能耗的主要组成部分，因此，设法减小这两部分能耗意义非常显著。

地源热泵供热空调系统是一种使用可再生能源的高效节能、环保型的系统[1]。

冬季通过吸收大地的能量，包括土壤、井水、湖泊等天然能源，向建筑物供热；夏季向大地释放热量，给建筑物供冷。

相应地，地源热泵系统分土壤源热泵系统、地下水热泵系统和地表水热泵系统3种形式。

土壤源热泵系统的核心是土壤耦合地热交换器。

地下水热泵系统分为开式、闭式两种：开式是将地下水直接供到热泵机组，再将井水回灌到地下；闭式是将地下水连接到板式换热器，需要二次换热。

太阳能—蓄热与地源热泵供热水系统的TRNSYS模拟与研究共3篇太阳能—蓄热与地源热泵供热水系统的TRNSYS模拟与研究1太阳能—蓄热与地源热泵供热水系统的TRNSYS模拟与研究随着能源环境的改变，对于可再生能源的需求与使用正越来越高。

太阳能成为了当代最主要的一种绿色能源之一，也成为了很多科技公司、研究院所等单位的研究焦点。

太阳能的应用已经从传统的发电领域扩展到了其他诸多领域，其中太阳能供热领域也越来越受到人们的关注。

在太阳能供热领域中，太阳能—蓄热与地源热泵供热水系统得到了广泛的应用。

本文将介绍太阳能—蓄热与地源热泵供热水系统的TRNSYS模拟与研究。

一、太阳能—蓄热与地源热泵供热水系统的介绍太阳能—蓄热与地源热泵供热水系统主要由太阳能集热器、热水储罐、地源热泵、水泵、换热器等组成。

太阳能集热器吸收太阳辐射的能量，将能量转化为热能，通过管道将热能输送到热水储罐中进行储存。

当太阳能集热器收到的太阳辐射不足时，地源热泵会自动开启进行补充供热，并将所供的热量输送到热水储罐中，以保证供热水系统的正常运行。

太阳能—蓄热与地源热泵供热水系统与传统的热水系统相比有以下优势：（1）使用太阳能等可再生能源作为主要供能来源，节能环保；（2）可以自动检测太阳辐射，自适应调节；（3）能够进行热能的储存，随时调用热能。

二、TRNSYS模拟太阳能—蓄热与地源热泵供热水系统TRNSYS是一个专业的建筑能源分析软件，主要用来进行建筑能耗计算、系统设计和分析等。

在太阳能—蓄热与地源热泵供热水系统的设计与优化过程中，TRNSYS的应用可以对系统参数和运行状态进行分析、优化和改进。

在太阳能—蓄热与地源热泵供热水系统的TRNSYS模拟中，需要对系统各个部分进行建模。

首先需要对太阳能集热器进行建模，计算集热板面积、箱体材料、传热管道参数等。

然后需要进行热水储罐的建模，计算罐体的材料、容积、热损失等。

接下来需要进行地源热泵的建模，包括压缩机、膨胀阀、换热器、管道等参数的计算。

太阳能系统与地源热泵系统联合供热太阳能系统与地源热泵系统联合供热的原则是；以地源热泵系统为主，太阳能系统为辅助热源，但在运行控制上要优先采用太阳能，并加以充分利用。

在供热运行模式下，北区试验区域采用的散热器采暖系统与办公区域采用的地面辐射采暖系统串联运行，以提高太阳能的利用率。

（一）太阳集热系统北区采用140m2平板型太阳集热器，采用太阳能与建筑一体化技术，使太阳集热器与建筑完美结合。

本示范工程将太阳集热器设置在建筑的南立面上，与玻璃幕墙融为一体，这样既丰富了建筑的立面效果，又起到了利用太阳能的作用。

北区冬季热负荷大于夏季冷负荷，可以采用太阳能辅助供热，解决地下的热量不平衡问题，提高地源热泵系统的运行效率。

在北区，太阳能除冬季与地源热泵系统联合供热外，其它季节，在不供热时，采用季节性蓄热技术将热量储存在蓄热水池中，供冬季采暖使用。

（二）联合供热方案比较太阳能系统与地源热泵系统联合供热的方式有两种：并联和串联方式。

并联方式示意图如图1所示：I型换热器图1太阳能系统与地源热泵系统并联供热方式串联方式示意图如图2所示：并联运行模式与串联运行模式相比，存在以下弊端：（1）当太阳能系统与地源热泵系统同时运行时，系统的循环水量为两者之和，太阳能系统能否直接供热，直接影响系统的循环水量，进而影响热泵机组的可靠性。

（2）在并联运行模式下，当T g温度低于50 C时，太阳能不能被直接利用，只能去加热土壤，提高热泵机组蒸发器侧的温度。

而在串联模式下，当T g温度低于50C，而高于40C时，可以与地源热泵机组串联运行，充分提高地源热泵机组的COP值。

基于串联运行模式的优点，本示范工程采用串联运行模式。

其运行策略为：在供暖初始时，由于采用了季节性蓄热的技术，同时，在室外温度较高的情况下，采暖负荷较小，此时, 经过太阳能加热后的供水温度T g较高，若温度高于50C,则利用太阳能直接采暖；若供水温度低于48C,并且高于40C,则太阳能采暖系统与地源热泵系统串联运行， 即经过太阳能加热后的水再经过地源热泵系统提升（达到 50C ）后，供给末端。

热泵热水计算方法热泵热水系统是一种利用热泵技术提供热水供应的系统。

它通过从环境中提取热能，作为热水的加热源，可以实现高效节能的热水供应。

在设计和计算热泵热水系统时，需要考虑以下几个方面：1.热水需求量：首先需要确定所需的热水需求量，即每天需要供应的热水量。

可以根据用户的使用量、用水方式和用水时间等来确定。

一般可以根据规范和标准，来确定热水需求量的计算方法。

2.热泵性能系数：热泵的性能系数(COP)是衡量热泵系统能效的重要指标。

它表示单位电能输入时，热泵系统所产生的热能输出的比例。

COP 的计算方法为：COP=产热量÷电能输入量。

COP的值越高，说明热泵的性能越优秀。

3.热泵热水器容量：根据热水需求量和热泵的COP值，可以计算出所需的热泵热水器的容量。

容量的计算方法为：容量=热水需求量÷COP。

这个容量是指热泵热水器的加热能力，通常以千瓦(kW)来表示。

4.地源热泵热水系统：地源热泵热水系统是一种通过从地下提取热能来供应热水的系统。

在设计和计算地源热泵热水系统时，需要考虑地热的热量和地源热泵的性能系数。

通常需要进行地热能力的测算和地热源的选择。

5.风源热泵热水系统：风源热泵热水系统是一种通过从大气中提取热能来供应热水的系统。

在设计和计算风源热泵热水系统时，需要考虑大气中的热能和风源热泵的性能系数。

通常需要进行气象数据的分析和风能的测算。

6.太阳能热泵热水系统：太阳能热泵热水系统是一种通过太阳能和热泵技术来供应热水的系统。

在设计和计算太阳能热泵热水系统时，需要考虑太阳能的辐射热量和热泵的性能系数。

通常需要进行太阳能辐射量的测算和太阳能系统的选择。

7.热泵热水系统的管道布局：在热泵热水系统的设计中，需要考虑热水的输送和分配。

通常需要合理布局管道和阀门，以保证热水的供应和使用的便利。

总之，热泵热水系统的设计和计算是一个复杂的过程，需要考虑多个因素，包括热水需求量、热泵的性能系数、热泵热水器的容量、地源、风源和太阳能的热泵系统，以及管道布局等。