太阳能热水器传热学 热量计算

1、真空管数量的计算：真空管集热器(ø47)10根可作为1平方米的集热面积，在一般光照下每天可产生45℃--65℃的热水90千克。

如果每天要用热水X吨，太阳能集热器真空管的根数为Y，那么Y=(1000X÷90)×10。

例如需要8吨热水，那么Y=(1000×8÷90)×10=888(根)2、辅助电加热功率的计算：①当阴雨天无光照时，需要热水，可通过电辅助加热的办法，其功率大小的运算如下：一般情况下按每吨水5千瓦计算。

例如8吨水需8×5=40千瓦。

尽量采用三相电供电.大于10KW的电加热器若采用单相电,极易使供电线路偏相而跳闸断电.②电加热导线的直径的计算方法( 铜线)：一般每平方3安培。

例如42千瓦(三相电)需要16平方的导线。

公式：S(平方数)=P(功率)÷3(三相电)÷220(相电压)÷3(每安培平方数)。

铝线及导线过长应适当增加直径。

③防漏电的措施：a、电加热的水箱必须可靠接地，即使潮湿的地面，地线角铁必须打入2米以下。

干燥的地面得4米以下，接触潮湿土壤为准。

有的人想用避雷线代替地线，这是绝对不允许的，其做法是，导致引雷，且不能防漏电。

但可以用大楼的主地线代替(可以从大楼的配电柜中找)。

b、全自动控制柜里面应安装国家3C认证的名牌漏电断路器。

c、另外，采用加长纯塑料热水出水管道(8米以上PPR或PEX等管)，也是提高安全系数的办法。

3、循环泵、电磁阀的选购方法：①循环泵应在估算每天循环次数和水箱总量的基础上计算出流量，根据流量计算和扬程去选循环泵。

一般功率200E—3000W之间。

或询问循环泵供应商，大于1KW应采用三相供电。

②电磁阀：一般应采用220V交流电压，20W-60W瓦的功率，这样可防止电压波动带来的危害，直径可取ø20—32mm。

电磁阀一般无漏电之虑。

4、工程造价的计算方法：1、按真空管的面积计算：一般每平方米1600—1900元左右。

太阳能热水器的热量计算一、解答题（共19小题）1、如图是太阳能热水器的装置图．它主要由太阳能吸热板和补水箱等组成，它利用水的对流与循环把水加热．补水箱内装40kg水，如果每分钟吸收太阳辐射的能量为8.4×104J，其中60%被水吸收．求：（1）请说出太阳能热水器的工作原理．（2）将补水箱里20℃的水经吸热板加热1小时水温为多少度？〔C水=4.2×103J/（kg．℃）〕（3）若改用电热器加热，需耗电多少度？（不计热量损失）2、下表是某品牌电辅助加热式太阳能热水器的部分参数，假设热水器接收到的太阳能有80%保温水箱容积（L）150采光面积（m2） 2.5水温（℃）夏天45～90冬天30～60电热管电压220V 功率2000W高时，需要吸收多少太阳能？[C水=4.2×103J/（kg•℃）]（2）冬天晚间无阳光时用电热管加热，保温箱充满水使水温由10℃升高到50℃，在电热管不计热量损失的情况下需加热多长时间？（3）请简要说出一条太阳能热水器的优点．3、“城市，让生活更美好”是上海世博会的主题．世博会主题馆屋顶安装的太阳能集热板面积堪称世界之最，太阳能集热板的面积为3×104m2，年发电量为3×105kW•h．在相同时间、相同日照条件下，这种太阳能供电系统的发电量与集热板面积成正比．（1）假设崇左地区日照条件与上海相同，你的学校年耗电量为3×104kW•h．如果学校要全部实现太阳能电源供电，打算安装上述性能的太阳能供电系统，至少需要安装多大面积的太阳能集热板？（2）学校里某学生宿舍的太阳能热水器的水箱装水400kg，集热管每小时接收太阳能为1.68×107J，则每小时该热水器里的水温度能升高多少℃？[不计热量损失，C水=4.2×103J/（kg•℃）]．4、太阳能热水器是一种常见的利用太阳能的装置．某品牌太阳能热水器，在晴天能接收到的太阳能平均辐射强度（用R表示）为R=300J/（m2•s），它表示每平方米面积上一秒内接收到的太阳能为300J．该太阳能热水器集热管接收阳光照射时的有效面积是2m2，贮水箱中盛有0.1m3的水．求：（1）贮水箱中水的质量．（2）若在阳光下照射70min，所接收到的太阳能全部用来加热水，贮水箱中的水温可升高多少度．[ρ水=1.0×103kg/m3，C水=4.2×103J/（kg•℃）]．5、如图是一种电能辅助式太阳能热水器，晴天时接收太阳能的真空镀膜管每小时能将2.1×106J的太阳能转化为水的内能，电热管上标有“220V 1500W”．（1）晴天时用太阳能加热，一天以lOh计算，可以将100kg，初温为20℃的水加热到多高的温度？[水的比热容C=4.2×103J/（kg•℃）]（2）阴雨天时用电加热，如果消耗的电能全部转化为水的内能，热水器在额定电压下工作，将上述同样质量的初温相同的水加热到同样的温度需要多长的时间？（3）请你说说利用太阳能有什么优点？6、开发和利用新型、环保、清洁的能源是当今世界各国最为关心的课题之一．小明家新安装了一台容积为0.5m3的太阳能热水器，加满水后，经过阳光的照射，水温由原来的20℃升高到了40℃．问：（1）太阳能热水器中的水吸收了多少热量？（2）若这些热量由效率为20%的火炉燃烧焦炭来提供．则需要燃烧多少焦炭？[水的比热容c水=4.2×103J/（kg•℃）、焦炭的热值q=3.0×107J/kg]．7、小明家最近安装了一台太阳能热水器，容积为80L装满水．（1）热水器中水的质量是多少？（2）水温升高50℃需吸收多少热量？产生这些热量需完全燃烧多少煤气？[c水=4.2×103J/（kg•℃），q煤气=4.2×107J/kg]8、太阳能热水器具有安全、节能、经济和环保等优点．（1）太阳能热水器工作时，把太阳能转化为水的_________能．（2）有一太阳能热水器，水箱能装160千克水．装满水后，若水温由20℃升高到70℃，水箱里的水吸收的热量是多少焦？[C水=4.2×103焦/（千克•℃）]．9、下面是小明在题为《能源的利用》的研究性学习中收集到的有关太阳能的资料：太阳能是人类最基本的能源，它无污染、免费，还可以再生，这种能源的使用期和太阳本身寿命一样长．当太阳光照射地面时，1m2地面上在1s内平均得到的太阳辐射能约为1.0×103J．太阳能热水器就是直接利用太阳能的装置，目前已经逐渐出现在我们的生活中…恰好，小明同学家最近想买一台太阳能热水器，在参考了以上资料后，他又在网上下载了某型号太阳能热水器的宣传广告：（1）小明家每天大约需要100kg热水，用这种热水器将这些水从25℃加热到45℃需要多长时间？（2）对比效率为80%的电热水器，小明家每天可节约多少电能？10、装有50kg水的太阳能热水器，在阳光照射下，水温从20℃上升到50℃．该热水器中水吸收的热量是多少？[C水=4.2×103J/（kg•℃）]．11、太阳能热水器深受广大用户的青睐，下图是雅典牌太阳能热水器．问：（1）与其它形式的能量相比，太阳能具有哪些优点？（写出两点即可）（2）该热水器注满水时，水的总质量是140kg，如果这些水吸收了2.94×107J的太阳能，它的温度会升高多少摄氏度？[C水=4.2×103J/（kg•℃）]．12、近年来，太阳能热水器的普及率越来越高，一台太阳能热水器每天能提供200kg、80℃热水，如果这些水从进水管进来时初温是20℃．问：这台热水器每天吸收多少热量来加热水？[c水=4.2×103J/（kg﹒℃）]13、目前，我国西南五省正经历百年一遇的特大干旱，灾区的旱情牵动了全国人民的心．北方的沙尘暴也同样给人们的生产、生活带来了不同程度的影响．干旱、沙尘暴等极端天气的频发和高强度，其重要的原因就是“全球气候变暖”，而二氧化碳是全球变暖的罪魁祸首．面对日益恶化的环境、行将枯竭的化石能源…，人们越来越意识到：必须建立绿色、环保的低碳生活，用自己的力量呵护我们美丽的地球家园！（1）为了缓解旱情，灾区各省市积极行动，利用有利的气象条件多次实施人工降雨．要实施人工降雨必须具备什么样的气象条件？实施人工降雨时常向高空抛洒干冰，请问干冰的作用是什么？（2）太阳能热水器不用电、不烧气，利用太阳能，无任何污染，属于绿色环保产品．小明家屋顶上有一台太阳能热水器，水箱容量为120升．①该水箱最多能装质量为多少kg的水？②假如热水器接收到的太阳能有50%转化为水的内能，则使一箱水的温度从20℃升高到70℃，需要接收多少太阳能？③若使用液化石油气给水加热时，液化石油气完全燃烧放热的70%被水吸收，则在使用太阳能热水器后，使同样多的水升高相同的温度，可节约液化石油气多少kg？[液化石油气的热值为8.0×107J/kg、水的比热容为4.2×103J/（kg•℃）]．14、太阳能是一种清洁、无污染的理想能源．泉州市区盛夏的一天，在阳光的照射下，能将太阳能热水器内盛有200kg的水，温度升高50℃，求：（1）这些水吸收了多少J太阳的热量？（2）这些热量相当于完全燃烧多少m3的液化石油气？（提示：气体完全燃烧释放热量的计算公式Q=V q，其中V为体积，单位m3）液化气的参数及价格：热值（J/m3） 4.9×107压强（MPa） 1.6使用温度（℃）﹣40～+60价格（元/m3）10元/m315、太阳能是一种理想的绿色能源，太阳能热水器深受广大用户的青睐．如图所示为某品牌太阳能热水器．（1）热水器集热管采用双层结构_________，外层透明，两层之间是真空的_________，内层内壁涂成银色_________，内层外壁涂成黑色_________，从物理学角度看，这样做的目的是什么？（2）该太阳能热水器的水箱总容积为100L，4、5月份晴朗的天气下，一满箱15℃的水到傍晚时，水温可达到65℃，如果用煤气来加热，需要完全燃烧多少立方米的煤气？（3）水箱中的水温在冬天有时不够高，一般都预装了电加热器．若该电加热器的规格为“220V 2.4kW”，家里当时的实际电压只有200V，要把满箱水温仍然从15℃提高到65℃，需加热多少小时？（4）若某用户家的太阳能热水器架设在20m高的楼顶，则从理论上看，将水注满热水器，这部分水的机械能增加了多少？16、小张同学家安装了一台太阳能热水器，晴天可利用太阳能集热，阴雨天可用电辅助加热，）额定电压220V 容积100L额定功率1650W 频率50HZ（1）太阳能热水器贮满水，水温从20℃升高到50℃时，需要吸收多少热量？（2）用电加热时，热水器正常工作的电流有多大？（3）贮满水的热水器，阴天里要使水温从20℃升高到50℃，其中55%的热量是由电来辅助提供的，则热水器正常工作时需加热多长时间？（不计热量损失）（4）我国出台了一系列有关“家电下乡”的政策，其中对购买高能效、低能耗的家电产品实行政府财政补贴，就国家这一政策对能源与社会发展带来的影响，发表你的看法．17、如图所示，太阳能集热器就是直接利用太阳能把水加热的装置．太阳能热水系统主要元件包括集热板、储存装置及循环管路三部分．假设家用太阳能热水器的效率在夏天可达50%；从太阳能手册中查到，在地球表面，晴天时垂直于阳光的表面接收到的热辐射为1.26×103J/m2•s．如果储水箱内的水大约有80kg，集热板接收阳光垂直照射的面积始终是3m2，请计算，要使水温从20℃升高到50℃需要吸收多长热量？达到这样的水温需要多少时间？（C水=4.2×103J/（kg．℃））18、家用太阳能热水器式发电机在不久的将来会深受广大用户的青睐，如图是雅典牌太阳能热水器式发电机．它利用太阳能将水变为水蒸汽，由气轮机带动发电机发明，同时的液化水循环利用或作家用热水．问：（1）这种太阳能热水器兼发电机具有哪些优点？（写出两点即可）（2）该热水器注满水时，水的总质量是140kg，如果这些水吸收了5.88×107J的太阳能，它可使0℃的水温度升高多少摄氏度？[C水=4.2×103J/（kg•℃）]（3）如果吸收太阳能的五分之一将水变为水蒸气来发电，且发电效率只有50%，它能家里的40W的一只日光灯正常工作多少小时？19、太阳能热水器是把太阳能转变成内能的装置，为了有效利用太阳能，某兴趣小组对“吸收太阳能与物体表面颜色之间的关系”进行了实验探究：在黑色和白色的塑料袋内装了质量相同的水，插入温度计后系好，放在太阳光下曝晒，每隔相同时间读出温度计示数，数据记录如下：（1）他们在实验中采用的科学研究方法是_________．（2）由以上研究可知，太阳能热水器集热管的吸热表面颜色以_________色为宜．（3）某太阳能热水器装水量为100㎏的水，集热管接收太阳能的有效面积为2㎡，若每小时1㎡上接收太阳能约为2.1×106J，则热水器每小时接收太阳能多少J？装满水后每小时水的温度可升高多少？（4）若改用效率为70%天然气热水器加热，使100㎏的水升高相同的温度，需要燃烧多少m3的天然气？（天然气的热值为4×107J/m3）二、选择题（共1小题）20、下列四组连线中，完全正确的是（）A、工作时的能量转化干电池﹣﹣化学能转化为电能太阳能热水器﹣﹣太阳能转化为内能发电机﹣﹣机械能转化为电能B、物理问题研究及科学方法曹冲称象﹣﹣控制变量法将撬棒抽象为杠杆﹣﹣建立物理模型法研究电流跟电压、电阻的关系﹣﹣等效法C、物理量和单位功﹣﹣千瓦功率﹣﹣千瓦时热量﹣﹣焦耳D、生活现象与物理知识能从各个方向看到物体﹣﹣漫反射夜间行车，驾驶室内不宜亮灯﹣﹣平面镜成像沸点与气压的关系﹣﹣高压锅三、填空题（共7小题）21、若一太阳能热水器内装有100kg温度为20℃的水，阳光照射一天后，水温升高到70℃，则热水器内的水吸收了_________J的太阳能；这是通过_________改变了水的内能．[已知水的比热容为4.2×103J/（kg•℃）]22、太阳是一个巨大的能源，直接利用太阳能不会污染环境，围绕地球运转的通信卫星，其两翼安装的太阳能电池板，能把_________能转化成_________能，供通信卫星使用．太阳能还可以直接转化成内能，现有一太阳能热水器，在晴天每天可将50kg水从20℃加热到50℃，若燃烧煤气来加热这些水，则至少需要消耗掉_________m3的煤气．（已知煤气的热值为3.9×107J/m3）23、太阳能是人类能源的宝库，太阳能集热器是直接利用太阳能的一种装置，它可以利用太阳能把水加热．下面是某太阳能热水器铭牌上的一组技术参数：容积/L 集热管采光面积/m2吸热功率/W 水温/℃型号真空管/mm直径×长度A821﹣1.8m Φ58×1800200 2.90 1200～2500 40～98其中“吸热功率”是指：在阳光照射下，集热管每秒钟吸收太阳辐射的能量（热量）．若此热水器中装满20℃的冷水，要使水温升高30℃，需吸收的热量是_________J；若按最大吸热功率计算，加热这些水需要的时间是_________h．[不计热量散失，水的密度为1.0×103kg/m3，水的比热容为4.2×103J/（kg•℃）]．24、一加满水的太阳能热水器（有关参数如表所示），在阳光下水吸收了1.68×107J的热量，水温将从20℃升高到_________℃；若这些热量全由辅助加热系统提供，需通电_________s．[c水=4.2×103J/（kg•℃）]25、太阳能热水器比燃气热水器具有节能、环保的优点，现有一简易太阳能热水器，它装满质量为10kg的水，它每小时吸收的太阳能为8.4×104J，问每天太阳照射10h后水温能升高_________℃．26、太阳能是一种清洁能源．某太阳能热水器每天能使500kg的水温度升高30℃，那么这些水吸收的热量为_________J，这些热量相当于完全燃烧_________m3的天然气放出的热量．（天然气的热值取7×107J/m3，水的比热容C水=4.2×103J/（kg•℃））．我国每年消耗数千万桶原油用于制造塑料袋．已知原油的热值为4.4×107J/kg，完全燃烧l kg原油，能释放出_________J的热量，这些热量若只有4 2%被水吸收，则可以使常温下_________ kg的水温度上升2 0℃．自2008年6月1日起，我国开始限制塑料袋的使用，目的是_________（写出一条即可）．27、太阳能是人类能源的宝库，太阳能集热器是直接利用太阳能的一种装置，它可以利用太阳能把水加热．下面是某太阳能热水器铭牌上的一组技术参数：若此热水器中装满20℃的冷水，要使水温升高30℃，需吸收的热量是_________J；使用太阳能的优点是_________。

太阳能热水方案中国航空规划建设发展有限公司2016年5月23日目录第一节地理位置及概况 (1)第二节方案设计依据及标准 (1)第三节运行原理及说明 (4)第四节重要项校核计算及说明 (5)第五节太阳能热水经济分析 ............................................ 错误!未定义书签。

第一节地理位置及概况一、地理位置：本项目位于北京市（北纬39º48´，东经116°28´）。

我国是太阳能资源十分丰富的国家，三分之二的国土年日照量在2200小时以上，年辐射总量大约每年3340-8360MJ/㎡，相当于110-250kg标准煤/㎡。

根据我国气象部门测量年辐射总量的大小，一般将我国大陆部分划为四个太阳能辐射资源带，即一类地区（≥6700 MJ/㎡），二类地区（5400-6700 MJ/㎡），三类地区（4200-5400 MJ/㎡），四类地区（4200 MJ/㎡），北京属于上述的第二类资源带内，其太阳能资源大有潜力可挖。

二、项目概况：此项目总建筑面积为13.648万平米，地上43层、建筑面积约为9.148万平米，地下五层、建筑面积约4.5万平米，为建筑高度220m的超高层5A甲级写字楼。

商业主要为写字楼配套商业。

用水情况：厨房、员工淋浴热水设置集中热水供应系统，采用太阳能强制循环间接加热系统（单水箱），日供应60℃热水7.5m3，太阳能集热板设在裙房屋面，集热热媒工质采用防冻液。

冬季运行十分可靠，且不需要设电伴热等耗能防冻措施。

太阳能热水机房设在地下一层，紧邻热水用水点。

供水稳定可靠，系统换热效率高。

《建筑给排水设计规范》GB 50015-2003中，表5.1.1-1规定，办公楼最高日热水用水定额为5~10 L/人.班，淋浴最高日热水用水定额为17~26L/人.次，餐饮业-职工食堂最高日用水定额为7~10L/人.次。

选取设计用水定额如下：办公楼最高日热水用水定额为8 L/人.d，淋浴最高日热水用水定额为26L/人.次，餐饮业-职工食堂最高日用水定额为7 L/人.次。

(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：)1()(L cd T s end J ft t QwCw Ac ηη--=Ac ——有效集热⾯积：m 2Qw ——每⽇⽤⽔量：kgCw ——⽔的定压⽐热容：kj/(kg ·℃)end t ——储⽔箱内的终⽌温度：℃ s t ——⽔的初始温度：℃f ——太阳能保证率，⽆因次；根据⽤户要求确定（⼀般取0.6～0.9）T J ——系统使⽤期内太阳辐照最低⽉的集热器受热⾯平均热辐射量：kj/ m 2cd η——集热器全⽇集热效率，⽆因次；根据经验值取0.45⾄0.6。

L η——管路及储⽔箱损失率，⽆因次；根据经验值取0.2。

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=Kh·m·qr ·c ·(tr-t1)/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/kg·C)；tr——热⽔温度(℃)t1——冷⽔温度(℃)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医院的热⽔⼩时变化系数Kh值表4.3.2-3注：①当旅馆、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。

热水器电热量计算公式热水器是我们日常生活中常用的家电之一，它能够为我们提供热水，满足我们日常生活中洗澡、洗碗等需求。

而热水器的工作原理就是利用电能将热能转化成热水。

在热水器的设计和选型过程中，需要对热水器的电热量进行计算，以确保能够满足用户的热水需求。

本文将介绍热水器电热量计算的公式及其应用。

热水器的电热量计算公式如下：Q = P × t。

其中，Q表示热水器的电热量，单位为焦耳（J）或千焦（kJ）；P表示热水器的功率，单位为瓦特（W）或千瓦（kW）；t表示热水器加热的时间，单位为秒（s）或小时（h）。

通过这个简单的公式，我们可以很容易地计算出热水器在一定时间内所消耗的电热量。

在实际应用中，我们通常会根据用户的热水使用量和热水器的工作时间来确定热水器的功率和加热时间，以满足用户的热水需求。

在进行热水器电热量计算时，我们需要考虑以下几个因素：1. 用户的热水使用量，不同用户的热水使用量会有所不同，一般来说，家庭用户的热水使用量相对较大，而商业用户的热水使用量则可能更大。

因此，在进行热水器功率的选择时，需要根据用户的热水使用量来确定。

2. 热水器的工作时间，热水器的工作时间也是确定热水器电热量的重要因素。

一般来说，家庭用户的热水器工作时间相对较短，而商业用户的热水器工作时间可能更长。

在确定热水器的功率和加热时间时，需要考虑到热水器的工作时间。

3. 热水器的效率，热水器的效率也会对热水器的电热量产生影响。

一般来说，热水器的效率越高，消耗的电热量就会越少。

在进行热水器功率和加热时间的选择时，需要考虑到热水器的效率。

通过以上几个因素的考虑，我们可以确定热水器的功率和加热时间，从而计算出热水器的电热量。

在实际应用中，我们还可以根据热水器的电热量来确定热水器的电能消耗和成本，以便进行合理的能源管理和节能措施。

除了热水器的电热量计算公式外，我们还可以通过其他方法来进行热水器的电热量计算。

例如，我们可以通过测量热水器的加热时间和水温的变化来确定热水器的电热量；或者通过测量热水器的功率和工作时间来确定热水器的电热量。

太阳能集热面积的确定（以北京地区节能建筑面积200平米别墅为例）热指标q=20.6W/㎡热负荷Q= q·A（200㎡）=4120w每日热量Qr= 4.12kw×3600×12（小时）=177984KJ时间取值：以北京大多数家庭作息习惯考虑，早8点到晚6点家中无人，故以上公式中取12小时。

可根据实际情况更改，如24小时。

北京的冬季（1月、2月、3月、12月）日照辐射量平均为9730 KJ/m（集热器受热面上的辐照量为水平面上的辐照量做一修正：9730KJ/㎡×1.2=11676 KJ/㎡）。

太阳辐照资料根据国家气象中心提供的《中国气象辐射资料年册》（2001年）中，北京的月日均及年总辐射数据（单位MJ/m）：月份辐照量一月二月三月四月五月六月七月八月九月十月十一月十二月日均6.75 9.3716.0916.8921.2316.5917.3417.2314.899.338.81 6.71年总4912.91属于III资源一般区（太阳能保证率40%-50%），取太阳能集热效率47%太阳能集热面积S=177984KJ/（11676 KJ/m×47%）=32.43m（以太原地区节能建筑面积200平米别墅为例）热指标q=20.8W/㎡热负荷Q= q·A（200㎡）=4160w每日热量Qr= 4.16kw×3600×12（小时）=179712KJ时间取值：以大多数家庭作息习惯考虑，取12小时。

太原的冬季（11月、12月、1月、2月）日照辐射量平均为9769KJ/m（集热器受热面上的辐照量为水平面上的辐照量做一修正：9769KJ/㎡×1.2=11722.8 KJ/㎡）。

太阳辐照资料根据《民用建筑太阳能热水系统工程手册》中附录1，太原的月日均及年总辐射数据（单位MJ/m）：月份辐照量一月二月三月四月五月六月七月八月九月十月十一月十二月日均6.75 9.3716.0916.8921.2316.5917.3417.2314.899.338.81 6.71年总4912.91属于III资源一般区（太阳能保证率40%-50%），取太阳能集热效率47% 太阳能集热面积S=177984KJ/（11676 KJ/m×47%）=32.43m。

附录E 太阳能集热器月平均集热效率计算方法E.0.1 太阳能集热器月平均集热效率，应根据集热器瞬时效率方程（瞬时效率曲线）实际检测结果，按下式计算：η = η0-U ×(ti - ta) / G式中η—基于采光面积的集热器月平均集热效率（%）。

η0—基于采光面积的集热器瞬时效率曲线截距（%）。

（式E .0.1）U —基于采光面积的集热器瞬时效率曲线斜率[W/（m2·℃]。

t i —集热器工质进口温度（℃）。

t a —月平均环境空气温度（℃）。

G —月平均日总太阳辐照度（W/m2）。

(t i −t a)/G—归一化温差[（℃·m2）/ W]。

E.0.2 归一化温差计算的参数选择，应符合下列原则：1 月平均集热器工质进口温度应按下式计算：t i = t l/3+2 ti/3式中：t i —集热器工质进口温度（℃）。

（式 E.0.2-1）t l —冷水计算温度（℃，取所在地统计数据）。

t r —热水设计温度（℃）。

2 月平均环境气温（应取项目所在地气象统计数据）。

3 月平均日总太阳辐照度应按下式计算：G =JT ×1000 /(Sy×3.6) （式E.0.2-2）式中：G —月平均日集热器采光面上的总太阳辐照度（W/m2）。

J T—月平均日太阳辐照量[MJ/（m2·d）]。

Sy—月平均日照小时数(h/d)。

附录F 太阳能热水系统热性能快速检测方法F.1 一般规定F.1.1 本方法适用于晴天条件下对采用平板或真空管太阳能集热器构成的太阳能集中、以及分户储热水箱为闭式承压水箱的太阳能集中—分散和分散太阳能热水系统的日热水温升快速检测。

F.1.2 太阳能热水系统热性能快速检测内容应包括：1 集热器类型，是否带反光板；总采光面积，总面积。

2 储热水箱规格，数量，有效水量。

3 无辅助热源补充条件下的太阳能热水系统日热水温升。

F.1.3 同一类型的太阳能热水系统，系统抽检量不应少于1%的该类型系统总数量，且不得少于1套。

广东省公共和居住建筑太阳能热水系统一体化设计施工及验收规程征求意见稿日期: 二OO六年九月本规范主编单位：广东省建筑科学研究院及下属广东省建科建筑设计院广东省建筑设计研究院本规范参编单位：深圳市建筑科学研究院华南理工大学建筑学院广州市墙材革新与建筑节能办公室广东省建设工程质量安全监督检测总站中科院广州能源研究所深圳市嘉普通太阳能有限公司广东红日太阳能有限公司本规范主要起草人：杨仕超、蔡晓宝、吴晓瑜、庄平江、符培勇、江刚、何伟、卜增文、孟庆林、汤炯、蒋勇、杨树荣、钟柳文、陈卓伦、刘德峰、叶鲲鹏《公共和居住建筑太阳能热水系统一体化设计施工及验收规程》1 总则1.0.1为促进可再生能源的利用，节约能源，使公共和居住建筑太阳能热水系统安全可靠、性能稳定，规范公共和居住建筑太阳能热水系统一体化的设计、施工和工程验收，保证工程质量制定本规程。

1.0.2 本规程适用于使用太阳能热水系统的新建、扩建和改建的公共和居住建筑，在既有建筑上增设太阳能热水系统以及改造既有建筑上已安装的太阳能热水系统可参照本规程执行。

1.0.3 对热水供应有长期稳定需求的新建公共和居住建筑，在经济技术条件和环境条件允许的情况下，应优先采用太阳能热水系统。

1.0.4 太阳能热水系统的设计应纳入建筑工程设计，统一规划，同步设计，同步施工，与建筑工程同时投入使用。

1.0.5公共和居住建筑太阳能热水系统一体化设计、施工及验收除应符合本规范外，尚应符合国家、省现行的有关标准规范的规定。

2 术语2.0.1 建筑平台 terrace供使用者或居住者进行室外活动的上人屋面或由建筑底层地面伸出室外的部分。

2.0.2 变形缝 deformation joint为防止建筑物在外界因素作用下，结构内部产生附加变形和压力，导致建筑物开裂、碰撞甚至破坏而预留的构造缝，包括伸缩缝、沉降缝和抗震缝。

2.0.3 日照标准 insolation standards根据建筑物所处的气候区，城市大小和建筑物的使用性质决定的，在规定的日照标准日(冬至日或大寒日)有效日照时间范围内，以底层窗台面为计算起点的建筑外窗获得的日照时间。

热水器热效率计算公式热水器热效率计算公式热水器热效率是指热水器将能量转化为热水的能力。

计算热水器热效率的公式主要包括热损失和能量输入两个因素。

下面列举几种常用的计算公式，并给出详细解释和示例说明。

1. 效率 = (能量转化为热水的能力) / (能量输入)热水器的效率指的是将输入能量转化为可用的热水的比例。

这个公式是最基本的计算热水器热效率的方法。

其中，能量转化为热水的能力是指实际热水产量，能量输入是指热水器所消耗的能量。

举例说明：一个热水器每小时产生400升的热水，而其能量输入为5000瓦特。

则效率 = 400 / 5000 = ，即8%。

2. 效率 = 1 - (热损失 / 能量输入)热损失是指热水器在加热过程中损失掉的能量。

这个公式是基于能量守恒定律，用于计算热水器热效率的另一种方法。

举例说明：一个热水器能量输入为5000瓦特，而其热损失为200瓦特。

则效率 = 1 - (200 / 5000) = ，即96%。

3. 效率 = (能量传递给热水) / (能量输入)能量传递给热水是指热水器将能量转化为热水的过程中实际传递给热水的能量。

这个公式和第一种公式相似，只是更加强调能量传递给热水的部分。

举例说明：一个热水器每小时产生400升的热水，而其能量输入为5000瓦特。

则效率 = 400 / 5000 = ，即8%。

4. 效率 = (能量传递给热水) / (能量输入 - 热损失)这个公式是基于能量守恒定律，考虑了热损失对能量输入的影响。

通过减去热损失，计算出实际传递给热水的能量比例。

这是一种更加准确的计算热水器热效率的方法。

举例说明：一个热水器能量输入为5000瓦特，热损失为200瓦特，能量传递给热水为4800瓦特。

则效率 = 4800 / (5000 - 200) = ，即98%。

以上是几种常用的热水器热效率计算公式，可以根据需要选择适合的公式进行计算。

注意，这些公式只是一种理论计算方式，实际效果可能受到各种因素的影响，如热水器的设计、水质等。

太阳能热水设计方法及计算方式一、太阳能热水系统集热器总面积计算宜符合下列规定：1 直接系统集热器总面积可根据用户的每日用水量和用水温度确定，按下式计算：式中：Ac——直接系统集热器总面积，㎡；Qw——日均用水量，kg ；Cw——水的定压比热容，kJ/(kg·℃) ；tend——贮水箱内水的设计温度，℃；ti——水的初始温度，℃；JT——当地集热器采光面上的年平均日太阳辐照量，kJ/㎡；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％；ηcd——集热器的年平均集热效率；根据经验取值宜为0.25～0.50 ，具体取值应根据集热器产品的实际测试结果而定；ηL——贮水箱和管路的热损失率；根据经验取值宜为0.20～0.30 。

2 间接系统集热器总面积可按下式计算：式中：AIN——间接系统集热器总面积，㎡；FR UL——集热器总热损系数，W/(㎡·℃) ；对平板型集热器，FRUL宜取4～6W／(㎡·℃) ；对真空管集热器，FR UL宜取1～2W／(㎡·℃) ；具体数值应根据集热器产品的实际测试结果而定；Uhx——换热器传热系数，W/(㎡·℃) ；A——换热器换热面积，㎡。

hx集热器倾角应与当地纬度一致；如系统侧重在夏季使用，其倾角宜为当地纬度减10°；如系统侧重在冬季使用，其倾角宜为当地纬度加10°；全玻璃真空管东西向水平放置的集热器倾角可适当减少。

二、贮水箱容积的确定应符合下列要求：1 集中供热水系统的贮水箱容积应根据日用热水小时变化曲线及太阳能集热系统的供热能力和运行规律，以及常规能源辅助加热装置的工作制度、加热特性和自动温度控制装置等因素按积分曲线计算确定；2 间接系统太阳能集热器产生的热用作容积式水加热器或加热水箱时，贮水箱的贮热量应符合表1的要求。

表1 贮水箱的贮热量为设计小时耗量（W）注：Qh三、太阳能集热器设置在平屋面上，应符合下列要求：1 对朝向为正南、南偏东或南偏西不大于30°的建筑，集热器可朝南设置，或与建筑同向设置。

游泳池加热（1）游泳池加热所需热量（Q j），为下列热量的总和：a）池水表面蒸发散热量（Q Z）；b）游泳池的水表面、池底、池壁、管道和设备等传导散热量（Q C）；C）补充水加热所需热量（Q b）；即 Q j＝Q z＋Q C＋Q b工程计算时一般取Q C＝Q Z·20%，则Q j＝1.2Q Z＋Q b（2）池水表面蒸发散热量Q Z计算公式：Q z＝4.1868·γ·(ρb－ρg)（0.0174υf＋0.0229）A(760/B)式中 Q z——池面水蒸发散热量（kJ/h）；γ——及游泳池水温相等的饱和蒸汽的蒸发气化潜能（kcal/kg），（1kcal/kg＝4.1868kJ/kg）；ρb——及游泳池水温相等的饱和空气的水蒸汽分压力（mmHg），查表；ρg——游泳池环境空气的水蒸汽压力（mmHg），查表；υf——池水面上的风速（m/s），室内游泳池υf＝0.2～0.5m/s；露天游泳池υf＝2～3m/s；A——池水表面积（m2）；B——当地的大气压力（mmHg）。

（3）补充水加热所需热量Q b计算公式：Q b＝α·q b·γ·（t r－t b）/T式中 Q b——补水加热所需热量（kJ/h）；α——热量换算系数，α＝4.1868kJ/kcal；q b——每日补水量（L）；γ——水密度（kg/L）；t r——池水温度（℃）；t b——补水水温（℃）；T——加热时间（h）。

（4）游泳池加热所需热量（Q j）：Q j＝1.2Q Z＋Q b＝1.2×177＋49＝261.4kW/h（5）泳池初次加热时间按36小时设计，所以考虑50%水面热损失，泳池初次加热所需热量计算如下：游泳池:Q cj＝(560000×1×18/36)/860＋(177kW/h×50%)＝414kW/h（6）如果采用热泵加热，初次加热按全部热泵工作设计，游泳池热泵能效比5.0计，热泵日工作时间全天24小时计算，则所需热泵功率：游泳池:414kW/h÷5.0＝82.8kW/h；一台10HP热泵输入功率为9.1kW/h;82.8kW/h÷9.1kW/h≈10台（7）游泳池采用10台10HP（9.06 kW）热泵机组加热，初次加热工作时间为36小时；正常恒温(261.4KW/h÷5.0÷9.1≈10台)六台机组切换交替工作即可。

太阳辐射热量计算公式
太阳辐射热量是指太阳光照射到物体表面时，物体吸收的热量。

太阳辐射热量的计算公式可以通过以下几种方法来描述：
1. 辐射传热方程，太阳辐射热量可以使用辐射传热方程来计算，该方程描述了热量通过辐射传递的过程。

辐射传热方程可以表示为
Q = εσA(T^4 T0^4)，其中Q是辐射热量，ε是表面的辐射率，
σ是斯特藩-玻尔兹曼常数，A是表面积，T是物体表面的温度，T0
是周围环境的温度。

2. 太阳辐射强度，太阳辐射热量也可以通过太阳辐射强度来计算。

太阳辐射强度取决于太阳的位置、时间和大气条件等因素。

一
般来说，太阳辐射强度可以用I = S cos(θ)来表示，其中I是太
阳辐射强度，S是太阳常数，θ是太阳光线与垂直方向的夹角。

3. 黑体辐射公式，根据黑体辐射公式，太阳辐射热量也可以通
过物体的温度和表面积来计算。

黑体辐射公式可以表示为P =
σAεT^4，其中P是辐射功率，σ是斯特藩-玻尔兹曼常数，A是表
面积，ε是表面的辐射率，T是物体的温度。

综上所述，太阳辐射热量的计算可以通过辐射传热方程、太阳辐射强度和黑体辐射公式来描述。

这些方法可以根据具体情况选择合适的公式来计算太阳辐射热量。

太阳能供热采暖系统计算说明WTD standardization office【WTD 5AB- WTDK 08- WTD 2C】1太阳能供热采暖系统综述太阳能供热采暖系统将太阳能转化成热能，供应冬季采暖和全年生活热水。

系统主要由集热系统、换热储热系统、辅助能源和控制系统等4大部分组成。

集热系统根据使用区域和用户投资规模不同，使用相应的太阳能集热器组成集热系统。

包括全玻璃真空管集热器、平板集热器、玻璃金属集热器（玻璃金属u 型管集热器、玻璃金属热管集热器）等，集热系统可以采用直接系统间接系统。

长期运行过程中既要考虑太阳能集热系统的越冬保护问题，又要考虑集热器夏天过热问题。

直接式系统既可以采用回流式排空防冻措施也可以采用电伴热或热循环防冻措施；由于间接式系统一般采用低冰点高沸点介质做导热液，因此不存在冬季越冬保护问题，但其夏季过热是主要问题。

换热储热系统目前常用的太阳能采暖系统中多以热水显热的形式来完成供热和储热，随着技术的进步逐渐有以相变潜热供热的太阳能供热采暖系统面世。

集热系统种类不同，换热和储热系统都不同，直接式系统把水作为集热的热媒和采暖供热的热媒；间接式系统一般用换能液（低冰点高沸点介质）通过换热器把集热器产生的热量储存到储热系统中；换热器可以是内置式也可以是外置式。

储热水箱的容积和太阳能采暖保证率有关，所以同样集热面积的太阳能采暖系统，储热水箱容积可能不同，太阳能保证率越大，储热水箱的容积越大。

用热系统太阳能采暖系统用热包括两部分：采暖用热、生活热水用热。

生活热水要求水质新鲜、富含氧气、温度合适、带有一定压力、清洁、无病菌、无异味，因此不能和采暖系统共用一套水源，采用双水箱系统、单水箱加换热器系统。

对采暖系统来讲，末端散热器主要用热设备，通过热传导、辐射、对流把热量散发出来，让居室的气温得到提升。

太阳能辅助采暖系统可以在地板底下敷设加热管、普通金属散热器、风机盘管散热器等多种形式末端散热器。

广东省公共和居住建筑太阳能热水系统一体化设计施工及验收规程征求意见稿日期: 二OO六年九月本规范主编单位：广东省建筑科学研究院及下属广东省建科建筑设计院广东省建筑设计研究院本规范参编单位：深圳市建筑科学研究院华南理工大学建筑学院广州市墙材革新与建筑节能办公室广东省建设工程质量安全监督检测总站中科院广州能源研究所深圳市嘉普通太阳能有限公司广东红日太阳能有限公司本规范主要起草人：杨仕超、蔡晓宝、吴晓瑜、庄平江、符培勇、江刚、何伟、卜增文、孟庆林、汤炯、蒋勇、杨树荣、钟柳文、陈卓伦、刘德峰、叶鲲鹏《公共和居住建筑太阳能热水系统一体化设计施工及验收规程》1 总则1.0.1为促进可再生能源的利用，节约能源，使公共和居住建筑太阳能热水系统安全可靠、性能稳定，规范公共和居住建筑太阳能热水系统一体化的设计、施工和工程验收，保证工程质量制定本规程。

1.0.2 本规程适用于使用太阳能热水系统的新建、扩建和改建的公共和居住建筑，在既有建筑上增设太阳能热水系统以及改造既有建筑上已安装的太阳能热水系统可参照本规程执行。

1.0.3 对热水供应有长期稳定需求的新建公共和居住建筑，在经济技术条件和环境条件允许的情况下，应优先采用太阳能热水系统。

1.0.4 太阳能热水系统的设计应纳入建筑工程设计，统一规划，同步设计，同步施工，与建筑工程同时投入使用。

1.0.5公共和居住建筑太阳能热水系统一体化设计、施工及验收除应符合本规范外，尚应符合国家、省现行的有关标准规范的规定。

2 术语2.0.1 建筑平台 terrace供使用者或居住者进行室外活动的上人屋面或由建筑底层地面伸出室外的部分。

2.0.2 变形缝 deformation joint为防止建筑物在外界因素作用下，结构内部产生附加变形和压力，导致建筑物开裂、碰撞甚至破坏而预留的构造缝，包括伸缩缝、沉降缝和抗震缝。

2.0.3 日照标准 insolation standards根据建筑物所处的气候区，城市大小和建筑物的使用性质决定的，在规定的日照标准日(冬至日或大寒日)有效日照时间范围内，以底层窗台面为计算起点的建筑外窗获得的日照时间。

太阳灶转化成热能的公式
太阳灶是一种利用太阳能来转化成热能的设备。

其转化热能的
过程可以用公式来描述。

太阳灶转化成热能的公式可以用热能的基
本公式来表示，即热能 = 太阳辐射能 x 转化效率。

其中，太阳辐
射能是太阳辐射到太阳灶表面的能量，通常以单位面积的太阳辐射
能量来表示，单位为W/m^2（瓦特/平方米）。

转化效率是指太阳灶
将太阳辐射能转化为热能的效率，通常以百分比来表示。

当太阳辐
射能照射到太阳灶表面时，太阳灶会吸收能量并将其转化为热能，
其转化效率可以受到太阳灶材料、设计以及使用环境等因素的影响。

因此，太阳灶转化成热能的公式可以用热能 = 太阳辐射能 x 转化
效率来表示。

这个公式可以帮助我们理解太阳灶是如何利用太阳能
转化成热能的过程，以及评估太阳灶的性能和效率。