太阳能供热采暖系统计算说明

太阳能集热器面积计算说明太阳能集热器是一种利用太阳能将阳光转化为热能的设备。

太阳能集热器通常由集热器板和液体媒介组成。

集热器板由吸热性能良好的材料制成，可以有效地吸收太阳光照射。

液体媒介通过管道运输热量，将集热器板吸收的热量传递给需要加热的目标物体。

1.目标物体的所需热量：首先需要确定所需加热的目标物体的热量需求。

例如，如果需要加热一个室外游泳池，需要计算游泳池的体积和所需的池水加热温度。

2.可利用太阳能的百分比：太阳能集热器并不是所有的太阳能都能转化为热能。

该装置的效率通常在50%到70%之间。

因此，需要确定可利用太阳能的百分比。

3.地理位置和日照时间：太阳能集热器的面积计算还要考虑地理位置和当地的日照时间。

不同地区的太阳辐射强度和日照时间不同，这将直接影响到所需的集热器面积。

4.集热器板的热效率：集热器板的热效率是指其吸收太阳光并将其转化为热能的能力。

集热器板的热效率通常在60%到80%之间，因此需要了解所使用的集热器板的热效率。

根据以上几个关键因素，可以使用以下公式计算太阳能集热器的面积：A=Q/(η×I×t)其中A表示所需的集热器面积（单位：平方米）Q表示目标物体所需的热量（单位：焦耳）η表示太阳能的利用效率（单位：百分比）I表示地区的太阳辐射强度（单位：瓦/平方米）t表示所需的加热时间（单位：秒）首先，需要计算所需的热量：然后，代入公式计算集热器的面积：因此，对于这个具体的游泳池加热需求，所需的太阳能集热器面积约为2.898平方米。

需要注意的是，这只是一个简单的示例，实际的面积计算可能涉及到更多的因素，如集热器板的材料和设计、管道输送的热量损失、系统的热效率等。

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。

1.1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。

1.2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，换热设备和储热系统都不同，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。

1.3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。

目前市场上销售的采暖散热器从材质上分为铜管铝翅对流散热器、钢制散热器、铝制散热器、铜制散热器、不锈钢散热器、铜铝复合散热器以及老式铸铁散热器等。

.太阳能热水系统设计计算.1基本参数(1) 用水人数404号楼共有住户21户，每户以2.8人计，用水人数共计约59人。

(2) 用水定额(热水定额)404号楼有集中热水供应和淋浴设备，每人每日用热水定额以60℃热水计算，取100L/人·d。

(3) 用水时间24小时全日供应热水2设计计算(1) 设计小时耗热量的计算式中：Qh—设计小时耗热量(W)m—用水人数qr—热水用水定额(L/人·d)Qh—水的比热，c=4187(J/kg·℃)tr—热水温度，tr=60(℃)tL—冷水温度，tL=10(℃)r—热水密度(kg/L)，r=0.983kg/Lkh—小时变化系数，kh＝5.12Qh=71951(W)(2) 设计小时热水量式中：qrh—设计小时热水量(L/h)h—设计小时耗热量(W)tr—设计热水温度(℃)，tr=55(℃)tL—设计冷水温度(℃)，tL=10(℃)r—热水密度(kg/L)，r=0.986(kg/L)qrh=1394.32(L/h)(3) 全日供应热水系统的热水循环流量式中：qx—全日供应热水的循环流量(L/h)Qs—配水管道的热损失(W)，取设计耗热量的5%△t—配水管道的热水温度差(℃)，取5℃qx= 615.6(L/h)(4) 热水供水管的设计秒流量q(L/s)计算最大用水时卫生器具给水当量平均出流概率式中：Uo—生活给水管道的最大用水时卫生器具给水当量平均出流概率(%)qr—最高热水用水定额m—每户用水人数kh—热水小时变化系数Ng—每户设置的卫生器具给水当量数T—用水时数(h)0.2—一个卫生器具，给水当量的额定流量(L/s)Uo＝0.012%查《建筑给水排水设计规范》(GB50015－2003)得系统热水供水管的设计秒流量为q=2.51(L/s)。

3 设备选取(1) 蓄水箱对于太阳能热水系统，由于受自然条件(太阳辐射一天之内随时间变化)的限制，太阳能集热系统，不可能全天24小时满足设计小时用水量(qrh)的要求。

赫瑞太阳能系统配置说明
【计算】
江浙地区：日太阳辐射量约为在13036千焦耳／平方米。

年平均日照时间为2200小时。

根据太阳能计算公式：H·F·η· K1 · K2=L · C ·⊿T
式中 H——各地区日太阳辐照量（kJ/m2·d）；
F——集热器采光面积（m2）；
η——太阳能集热板日平均效率；
K1——容积系数，落水法取1.0，顶水法取0.7；
K2——系统热损失，一般取0.8~0.9；
L——产水量（kg）；
C——水的定压比热容，kJ/（kg·℃）；
tr——热水温度（℃）；
tl——冷水温度（℃）。

根据太阳能计算公式可得产水量为：
L=H·F·η · K1 · K2
C ·⊿T
(L)
HERAY 太阳能集热板平均热转换效率约为95%
每块HERAY太阳能集热板有效集热为1.86m2
按每天平均升温幅度为35度
根据太阳能公式计算产水量为（L）
在江浙地区每块HERAY太阳能的产水量
L=13036×1.86×95%×1×0.9/（4.19×35）= 141L
【配置】
西溪人家的家庭太阳能热水用量：
按额定60度热水每人40L /次定量标准
每户家庭按3.5 人
每家配套一个150L的热水箱，能满足使用要求
太阳能系统集热板按每户一块配置，每块产热量为141L ，可以满足水箱配置的要求。

供热采暖系统负荷计算对采暖热负荷和生活热水负荷分别计算后，应选两者中较大的负荷确定为太阳能供热采暖系统的设计负荷，太阳能供热采暖系统的设计负荷应由太阳能集热系统和其他能源辅助加热/换热设备共同负担。

太阳能集热系统负担的采暖热负荷是在计算采暖期室外平均气温条件下的建筑物耗热量。

建筑物耗热量、围护结构传热耗热量、空气渗透耗热量的计算应符合下列规定：1 建筑物耗热量应按下式计算：Q H = Q HT + Q INF -Q IH式中Q H——建筑物耗热量，W；Q HT——通过围护结构的传热耗热量，W;Q INF——空气渗透耗热量，W；Q IH——建筑物内部得热量（包括照明、电器、炊事和人体散热等），W。

2通过围护结构的传热耗热量应按下式计算：Q HT=（t i-t e）(∑εKF)式中Q HT——通过围护结构的传热耗热量，W；t i——室内空气计算温度，按《采暖通风与空气调节设计规范》GB50019中的规定范围的低限选取，℃；t e——采暖期室外平均温度，℃；ε——各个围护结构传热系数的修正系数，参照相关的建筑节能设计行业标准选取；K——各个围护结构的传热系数，W/（㎡*℃）F——各个围护结构的面积，㎡。

3空气渗透耗热量应按下式计算Q INF=（t i-t e）(CpρNV)式中Q INF——空气渗透耗热量，W；Cp——空气比热容，取*h/（kg*℃）；ρ——空气密度，取t e条件下的值，kg/㎡；N——换气次数，次/h;V ——换气体积,m³/次。

其他能源辅助加热/换热设备负担在采暖室外计算温度条件下建筑物采暖热负荷的计算应符合下列规定；1 采暖热负荷应按现行国家标准《采暖通风与空气调节设计规范》GB50019中的规定计算。

2 在标准规定可不设置集中采暖的地区或建筑，宜根据当地实际情况，适当降低室内空气计算温度。

太阳能集热器的设置应符合下列规定：1 太阳能集热器宜朝向正南，或南偏东、偏西30°的朝向范围内设置；安装倾角宜选择在当地纬度-10°~+20°的范围内；当受实际条件限制时，应按附录A进行面积补偿，合理增加集热器面积，并应进行经济效益分析。

太阳能供热(采暖)换热站主要参数计算一例1. 引言太阳能供热是一种清洁、可再生能源的利用方式，可以为用户提供热水和供暖。

在太阳能供热系统中，换热站扮演着至关重要的角色，它能够调节能量的传输和分配，确保系统的正常运行。

本文将以某太阳能供热(采暖)换热站为例，介绍主要参数的计算方法。

2. 参数计算方法2.1 系统总热量的计算太阳能供热系统的总热量取决于太阳能收集器的面积、太阳能收集器的效率、收集到的太阳能的辐射量等因素。

该换热站的太阳能收集器面积为100平方米，效率为80%。

假设一天的辐射量为20MJ/m^2，根据下式计算换热站的总热量：总热量 = 太阳能收集器面积 * 太阳能收集器效率 * 辐射量总热量 = 100平方米 * 0.8 * 20MJ/m^2总热量 = 1600MJ2.2 换热站用热器费用的计算换热站的用热器费用是指通过热器将系统热量传递给用户的过程中的能量损失。

假设该换热站的用热器费用为10%。

根据总热量和用热器费用的关系，可以计算用热器的能量损失：用热器费用 = 总热量 * 用热器费用用热器费用 = 1600MJ * 10%用热器费用 = 160MJ2.3 换热站供暖面积的计算换热站的供暖面积是指该站点能够为用户提供供暖的面积。

假设每平方米的供暖面积需要消耗10MJ的热量，换热站供暖面积可以通过以下公式计算：供暖面积 = 总热量 / 单位面积所需热量供暖面积 = 1600MJ / 10MJ供暖面积 = 160平方米2.4 其他参数的计算除了上述主要参数外，还可以根据具体情况计算其他重要的参数，例如：热水温度、供暖效果等。

这些参数的计算可以根据具体的需求和系统的特点进行。

3. 结论本文以某太阳能供热(采暖)换热站为例，介绍了主要参数的计算方法。

通过计算太阳能收集器的面积、效率以及日辐射量等因素，可以得出换热站的总热量。

同时，通过考虑用热器费用以及热量消耗与供暖面积的关系，还可以计算出相应的参数。

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㎡。

太阳能集热工程一般计算方法一、真空管数量的计真空管集热器（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）二、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。

太阳能热水系统计算说明目录一、项目概况 1二、设计依据 1三、设计参数 13.1 气象参数 13.2 热水设计参数 1四、设计计算 14.1 太阳能热水系统日耗热量 14.2系统平均日用热水量 24.3设计小时耗热量计算 24.4太阳能集热器的定位 24.5直接系统集热面积计算 24.6集热器相关计算 34.7水箱的容积计算 34.7.1 贮热水箱容积 34.7.2供热水箱的容积 34.8年平均日辐照度计算公式 44.9归一化温差 44.10辅助电加热器耗热量 54.11集热系统管网水力计算与水泵选型 64.11.1集热循环管路流量 64.11.2集热循环管网热水流速及管径的确定 64.11.3集热循环最不利管路路管道水力损失计算 7（1）管道沿程水头损失计算 7（2）管道单位长度沿程水头损失 7（3）管道的局部水头损失 7（4）集热系统官网总水力损失 74.11.4 水泵选型7五、设计总结8一、项目概况为满足许昌校区学生对洗浴的需求，现决定在学生餐厅顶层设置公共浴室，热水系统使用太阳能热水系统。

在餐厅楼顶布置集热器，需满足每日1000人次的洗浴需求。

该太阳能系统要求为直接式系统，定时供应热水（每天的6：00-24：00），集热系统强制循环，辅助热源为电加热。

许昌校区经纬度为113°81′E ，34°14′N ，许昌夏热冬冷、四季分明是典型的温带季风气候。

二、设计依据《民用建筑太阳能热水系统工程技术手册》郑瑞澄主编 化学工业出版社2006版； 《太阳热水器及系统》 罗运俊、陶桢编著 化学工业出版社2007版《太阳能热利用技术与施工》 高援朝 沙永玲 王建新编著 人民邮电出版社2010版； 《GB50015-2003建筑给排水设计规范》；《GB/T 17049---2005全玻璃真空太阳集热管》。

三、设计参数3.1 气象参数：（年太阳辐照量与年平均日辐照量均按照郑州地区的参数）年太阳辐照量：5222.523MJ/m 2； （当地纬度倾角平面） 年平均日太阳辐照量：14.301MJ/m 2；年辐照小时时数：2280h ；（中国天气网内查询所得） 年平均环境温度：14.7℃。