太阳能热水器效益换算

太阳能热水器效率公式
太阳能热水器的效率公式可以表示为“太阳能热水器的输出能量/
太阳能热水器的输入能量”。

具体公式如下：
η = Qout / Qin
其中，η表示太阳能热水器的效率；Qout表示太阳能热水器输出
的能量；Qin表示太阳能热水器输入的能量。

拓展：
太阳能热水器的输出能量可以通过以下方程计算：
Qout = m * c * ΔT
其中，m表示水的质量；c表示水的热容；ΔT表示水温的变化量。

太阳能热水器的输入能量可以表示为：
Qin = Ap * τ * α * G
其中，Ap表示太阳能热水器的面积；τ表示太阳能热水器的透过率；α表示太阳能热水器的吸收率；G表示太阳辐射的能量密度。

在实际应用中，还需要考虑太阳能热水器的设计、材料、太阳能辐射等因素对其效率的影响。

太阳能、电热水器和燃气热水器使用成本比对一、太阳能规定使用年限为20年，每台价格按6000元计算；电热水器规定使用年限为8年，每台按2000元计算；燃气热水器规定使用年限为6年，每台按2000元计算；家用型水箱通常按100L计算，自来水从15度加热至55度，需要4000大卡热量。

1.太阳能20年运行成本：晴天状态下是没有成本的，按一年365天有150天阴雨天，合计约为80天是纯电加热，则每年耗电费用是2.45*80=196元，20年电费用是196*20=3920.太阳能热水器本身价格为6000元。

总费用是3920+6000=99202.电热水器20年运行成本：热值860大卡/度，能效比0.95，价格0.5元/度。

热量热值：4000/（860*0.95）=4.9度每天耗电运行成本4.9*0.5=2.45元20年耗电成本：2.45*365*20=17885元20年需用3台电热水器，电热水器本身费用为2000*3=6000元。

则20年合计运行成本为6000+17885=23885元2.燃气热水器20年运行成本；燃气热值8600大卡每立方，能效比0.75，价格3元每立方。

热量热值：4000/（8600*0.75）=0.62立方米每天燃气费用为0.62*3=1.96元20年燃气总费用为1.96*365*20=14308元20年需用4台燃气热水器，燃气热水器本身成本为2000*4=8000 20年合计成本为14308+8000=22308元。

二、1.太阳能相比较电热水器或者燃气热水器，运行成本仅为一半。

2.太阳能使用安全，电热水器和燃气不够安全。

3.太阳能真空集热管使用寿命为15年以上，后期维修方便；平板太阳能集热器寿命为30年，终身基本无需维修。

电热水器需要定期更换镁棒，甚至会损坏电加热棒，后期维修费事又费力。

(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。

太阳能与常规能源效益对比随着社会经济迅速发展，能源紧缺已成当前世界面临的重要问题，节约能源是我国的一项长期战略方针。

在这样环境下，使用绿色可再生能源已成为一种趋势，而太阳能作为其中之一，受到越来越多的关注。

而利用太阳热水器究竟能够节省多少能源，大多用户不是很了解，下面我们以10吨太阳能热水系统为例，简单介绍使用太阳能热水器与使用其他常规能源的效益对比：1、加热10吨热水（15℃-55℃）所需要的能量依据以下公式可计算得：Q w=cm(t end-t a)=4.187*10000*(55-15)=1674800KJ其中c: 水的定压比热容，此处取4.187KJ/(kg·℃)；m:水的质量，10000kg；t a:水的初始温度，15℃；t end:贮热水箱内水的终止温度，55℃；2、太阳能与电热水器效益对比电加热的转化效率一般在90％左右，要产相同能量所需总电能为：Ｑ电＝Q＝1674800/0.9＝1860888kj其中Q：所需热能；η：电的实际转换效率；电热与热能的换算公式为：１度＝1kw·h＝3600000ｊ＝3600ｋｊ根据以上公式则每天需要电能为：1860888/3600＝517kwh电费按 0.6元／kwh ，则需 517＊0.6＝310元由以上计算可以得出结论：用电热水器加热的热水20（15℃-55℃）吨每天所需电能517度，在电价为0.6元／kwh的情况下，折合人民币310元。

由于全国各地的气候条件不同，临汾市太阳能的实际使用天数在270天，使用太阳能与使用电热水器相比，太阳能每年可节约费用为310元/天*270天/年＝83740元/年10吨太阳能系统一次性投资在18万元左右，所以太阳能系统的一次性投资在2-3年内可回收成本。

3、太阳能与煤炭的效益对比煤炭热值ｑ煤炭＝17690KJ/Kg 临汾煤炭参考价格0.7元/Kg 煤炭热转化效率为%η左右，则要产生小要产相同热量所需总45=煤炭为：ηQ=mqQV=＝1674800/(17690*0.45)≈210Kgqη每天所需要的费用为210*0.7=147元/天太阳能系统按每年工作270天，则每年可节约费用147*270=39760元/年锅炉的初期设备投资为15万元10吨太阳能系统一次性投资在18万元左右，所以太阳能系统的一次性投资在4年左右可回收成本。

太阳能经济效益分析以每天将70吨水从20℃升高到55℃所需能耗进行比较计算1、耗能总量系统每天将70吨20℃的水升温到55℃，总共耗费的能量为1.024×107kJ 计算如下：Q=C p m△T＝70×103×4.18×（55－20）≈1.024×107kJ式中：Q—该热水系统运行需要的能量（kJ）C p—水的定压热容（C p=4.18KJ/kg•℃）△T—水的温升（即热水温度与基础水温之差）m—水的质量（kg）。

2、太阳能、燃油、燃气、电和燃煤等不同热水锅炉系统经济性对比（1）各种燃料的当量热值分别为：燃油：41310 kJ/kg；天然气：35530 kJ/Nm3；电：3600 kJ/ Kwh；工业煤：20900 kJ/kg（2）锅炉效率及能源费用如下表，表1.类别燃煤锅炉燃油锅炉燃气锅炉电锅炉效率50％80％85％95％能源费用煤：0.85元/ kg 柴油：5.0元/ kg城市燃气：2.50元/m30.55元/KWh表1中能源费用为当前全国均价，计算中应考虑能源费用的自然增长因素，以10年为一个周期，按每年5％增长率取平均值，取值如下：燃油：6.08元/kg；天然气：3.04元/Nm3；电：0.55元/ Kwh；工业煤：0.85元/kg3、各能源费用计算如下（按15年）：（1）若上述热量完全由燃油锅炉提供每天耗油量为： 1.024×107kJ /（41310×80％）＝310kg每天耗油费用：310kg×6.08元/kg＝1884.8（元）每年耗油费用1884.8×365=687952（元）15年耗油费为：687952×15=10319280（元）（2）若上述热量完全由燃气锅炉提供每天耗气量为：1.024×107kJ /（35530×85％）＝339.1（m3）每天燃气费用：339.1×3.04元/ m3＝1031（元）每年燃气费为：1031×365=376315（元）15年燃气费为：376315×15=5644725（元）（3）若上述热量完全由电能提供每天耗电量为：1.024×107kJ /（3600×95％）＝2994.15（Kwh）每天电费为：2994.15×0.55元＝1646（元）每年电费为：1646×365=600790（元）15年电费为：600790×15=9011850元）（4）若上述热量完全由燃煤锅炉提供每天耗煤量为：1.024×107kJ /（20900×50％）＝980（kg）每天燃煤费用：980×0.85元/ kg＝833（元）每年耗煤费为：833×365=304015.3（元）(本成本仅为纯燃料费用,不含人工.锅炉维护等费用) 含费用约为45万左右。

2、各种热水器加热一吨水的耗能费用比较（以10℃的热水加热至50℃的热水，需40000千卡的热量为例）3、各种热水器的性能对比范例：某酒店入住1000人，采用花洒式冲凉，人均日配水量50公斤，每日供热水总量50吨，五种热水设备的经济效益对比：不同加热设备的运行费用比较按每日需热水量100吨计算，以温升30℃计算（20℃-50℃），每日耗热量为：Qh= Ld（tr－tl）=100000×(50－20)=300×104kcal（Ld=100吨tr=50℃tl=20℃）以温升50℃计算，每日耗热量为Qh= Ld（tr－tl）=100000×(55－5)=500×104kcal（Ld=100吨tr=55℃tl=5℃）式中Ld----设计日热水用量(L)；tr-----热水计算温度（℃）；tl-----冷水计算温度（℃）；Qh----------设计日耗热量（kcal）；燃气热水锅炉系统：（液化气：5.7元/Kg）1kg液化气有效得热：10800k cal/kg×80%=8640 Kg∕天（燃气热水锅炉效率为80%，）每天耗气量：3000000kcal∕天÷8640kcal∕Kg =374.2Kg∕天每天运行费用374.2Kg/天×5.7元/Kg =2132.9元全年费用：2132.9元/天×365天/年=778508.5元/年采用空气源热泵热水机组后，年运行费用分析如下：①、使用平电（按照1.0元/kwh计算）：空气源热泵热水机组每度电有效得热：860kcal/kwh×3.8=3268kcal/kwh （空气源热泵热水机组年平均COP≥3，按3.8计算。

）每天耗电量：3000000kcal /天÷3268kcal/kwh =917.99kwh/天每天运行费用917.99kwh×1.0元/kwh =917.99元全年费用：917.99元/天×365天/年=335066元/年改造前每吨水的运行费用为F1，改造后每吨水的运行费用为F2，改造前的费用减去改造后的费用，得出差F再除以改造前的费用，得出节省率，即Q=（F1-F2）/F1Q=C.M.△t根据公式：Q=C×M×△T注明：Q：热负荷1Kcal = 1.163W 1 W = 0.86 Kcal/h 1 KW = 860 Kcal/hC：标准大气压下的水的比热容1Kcal/kg•℃M：水的容积△T：水的温度差。

太阳能热水器的使用成本与节能效益随着人们对环境保护和可持续能源的关注日益增加，太阳能热水器作为一种清洁、可再生的能源供应方式获得了广泛应用。

本文将探讨太阳能热水器的使用成本和节能效益，以帮助读者更好地了解这种技术的实际应用价值。

一、使用成本1.1 安装成本太阳能热水器的安装成本通常比传统热水器要高，因为它们需要太阳能集热器、储水箱、管道系统等额外设备。

然而，值得注意的是，安装一次太阳能热水器可以为用户提供长期的节能和经济效益。

1.2 操作与维护成本太阳能热水器的操作成本相对较低。

一旦设备安装完毕，太阳能热水器可以根据太阳能直接供应热水，无需额外的燃料消耗。

此外，太阳能热水器的维护成本也相对较低，一般只需要定期清洁和检查设备是否正常工作。

1.3 寿命与更新成本太阳能热水器通常具有较长的寿命，一般可达20年以上。

然而，随着技术的不断发展，设备更新的需求也可能出现。

如果用户希望更新设备以获取更高效的能源利用和更好的性能，设备更新成本可能会增加。

二、节能效益2.1 能源节约太阳能热水器的最大优势在于能源的节约。

太阳能集热器可以有效地吸收太阳热能，将其转化为热水供应。

相比传统热水器需要依赖非可再生能源，太阳能热水器可以实现真正的能源自给自足，并大大减少对传统能源的依赖。

2.2 经济效益尽管太阳能热水器的安装成本较高，但由于其可以大幅度减少热水供应的能源消耗，用户可以在短期内获得经济效益。

根据实际使用情况和当地太阳能补贴政策，太阳能热水器的回收投资周期通常为3-8年不等。

2.3 环境效益太阳能热水器的使用对环境有着显著的效益。

通过减少传统能源的使用，可以减少温室气体的排放，降低对自然资源的消耗，并且对环境产生的负面影响更小。

太阳能热水器作为一种清洁能源供应方式，有助于实现可持续发展的目标。

结论综上所述，太阳能热水器作为一种清洁、可再生的能源供应方式，在使用成本和节能效益方面具有显著的优势。

尽管初始安装成本较高，长期来看，太阳能热水器可以为用户带来可观的经济和环境效益。

太阳能集热器经济效益分析（计算过程）宾馆太阳能和空⽓源热泵组合热⽔系统应⽤与分析⼀、部分热能独⽴经济效益分析：（⼀）、宾馆热⽔供应设计参数（以⽇供热⽔量约10吨为例说明）1、供热⽔温度：55°C.2、供热⽔⽅式：24⼩时供应热⽔3、⽔温平均温升40°C。

（进⽔温度15°C，热⽔供应温度55°C）4、电的价格以1.0元/度计算。

柴油以5.3元/公⽄计算，天然⽓价格每⽴⽅⽶3.5元。

5、电的热值为860⼤卡/度，柴油燃烧值10200 kcal /kg，天然⽓每⽴⽅⽶8600kcal。

（⼆）、费⽤概算1、单独空⽓能热泵系统每年运⾏费⽤计算将10吨⽔从15°C加热到55°C，每天需⽤的电为：10000kg×1kcal/kg.°C×40°C ÷（860⼤卡/度×热效率400％）=116度每年的电费为：365天×116度×1.0元/度=4.2万元2、单独燃油、燃⽓锅炉的年运⾏费⽤2.1燃油锅炉：每天供应10吨55°C热⽔需要的燃油量：10000kg×1kcal/kg.°C×40°C ÷（10200 kcal /kg×热效率75％）＝52kg/ 天使⽤燃油锅炉的年运⾏成本：52kg×365×5.3元/公⽄＝10万元2.2燃⽓锅炉：每天供应10吨55°C热⽔需要的燃⽓量：10000kg×1kcal/kg.°C×40°C ÷（8600kcal⽴⽅⽶×热效率75％）＝62⽴⽅⽶/天使⽤天然⽓年费⽤：62⽴⽅⽶×365×3.5元/⽴⽅⽶＝7.9万元3、单独电热⽔器的年运⾏费⽤：将10吨⽔从15°C加热到55°C，每天需⽤的电为：10000kg×1kcal/kg.°C×40°C ÷（860⼤卡/度×热效率90％）=516度每年的电费为：365天×516度×1.0元/度=18.8万元4、单独使⽤空⽓源热泵每年可节约费⽤：燃油：10万元—4.2万元＝5.8万元燃⽓：7.9万元－4.2万元＝3.7万元电热⽔器：18.8－4.2万元＝14.6万元⽽空⽓源热泵安装⽅便、安全、环保、不需要专⼈管理，全⾃动运⾏，寿命长。

太阳能计算公式①、Q=CMΔtQ：吸收的热量C：比热容4.2×103J/(kg·℃)Δt：温升M：吸收面积②、A=mCpΔΤ/Iy1(1-y2)A:集热面积m：水（一天需要的热水）Cp：比热（1Kg水提高一度需要的热量）=4.187Kj/Kg℃I：太阳平均照射强度Mj/m2y1：集热器的效率（50%-55%）y2：系统的热损（10%-15%）注：常州的平均热照射强度是18-19Mj/m2d（春秋）举例：2个平米的集热器一天吸收的热量A=mCpΔΤ/Iy1(1-y2)ΔΤ=18× 103Kj/m2×0.5×0.9/100 kg×4.187Kj/Kg℃=19.34℃Q=CMΔt×100 kg=4.2KJ/(kg·℃) ×2 m2×38.68℃×100 kg=3249.12 KJ②、可以有两个科学公式来计算:①、Q=CMΔtQ：吸收的热量C：比热容4.2×103J/(kg·℃)Δt：温升M：吸收面积②、A=mCpΔΤ/Iy1(1-y2)A:集热面积m：水（一天需要的热水）Cp：比热（1Kg水提高一度需要的热量）=4.187Kj/Kg℃I：太阳平均照射强度Mj/m2y1：集热器的效率（50%-55%）y2：系统的热损（10%-15%）注：北京的平均热照射强度是18-19Mj/m2d（春秋）举例：2个平米的集热器一天吸收的热量A=mCpΔΤ/Iy1(1-y2)Τ=18× 103Kj/m2×0.5×0.9/100 kg×4.187Kj/Kg℃ =19.34℃Q=CMΔt×100 kg =4.2KJ/(kg·℃) ×2 m2×38.68℃×100 kg=3249.12 KJ2008-01-17 12:18:30我们的先辈并未过多地强调太阳的能量，这一点使许多人迷惑不解。