集中式太阳能热水系统设计的探讨.doc

集中式太阳能热水系统设计的探讨.doc集中式太阳能热水系统设计的探讨
摘要：太阳能热水系统用于宿舍集中供水的加热设计，结合有关规 范规程，提出了集体宿舍太阳能加热系统设计计算的步骤和公式，并给出 实例加以说明，供工程设计参考。
关键词：太阳能；宿舍；加热；设计计算
、八、-
1刖B
用太阳能加热低温热水（小于ioo°c）的太阳能热水系统，是当前太 阳能利用中技术最成熟、经济上最具竞争力、应用最广泛、产业化发展最 快的领域。笔者根据《民用建筑太阳能热水系统应用技术规范》 （GB50364-2005）和《建筑给水排水设计规范》GB50015-2003 （2009版）， 整理出集体宿舍太阳能加热系统的设计计算方法和步骤，供工程设计参 考。
集体宿舍太阳能热水系统由两个循环系统和一个辅热系统组成。循环 一是由太阳能集热器、集热系统循环泵、定压膨胀罐、和相应管道阀门组 成。循环介质为传热工质，温度控制器S1和S2分别设置在水箱底部和集 热系统出水口，温度传感器的信号传送到控制器T1中。当二者温差大于 某数值时（一般设定为5〜10°C）,控制器控制循环泵1开启，经太阳能集 热器加热的传热工质将集热系统的热量传输到水箱，当二者温度差小于设 定汁时（一般为2〜5°C）,循环泵停止工作。循环二是热水供应系统循环,
以保证用水温度的均衡。辅热系统由电加热器及相应管道阀门组成，当冬 天或阴雨天气，太阳能热水系统效能差时才使用。在采用辅助热源加热时, 当储热水箱内的水温已达到设定水温时，水温通过控制器使电加热器停 止，待储热水箱水温降到设定的低水温时再开启电加热器。
2设计计算步骤和方法
：Qh=Kh?Qd (2-3) Kh-一小时变化系数
这里需要说明的是，设计小时耗热量与高日高时热水用量有关，但与 太阳能热水系统供热量并无直接联系，因为当太阳能热水系统制备的热水 储存在贮热水箱内后，热水是由水箱供给，若水箱的容积足够大，则系统 供热量最小不小于平均小时耗热量即可，为了提高保障性，- 的保险系数。
2设计秒流量、热水循环流量：
设计秒流量公式qg= a (2-5)
热水系统的热水循环流量计算，全天供应热水系统的循环流量 按下式计算：
qx= QS/C (L/h) (2-6)
式中：qx——循环流量，L/h； C——水的比热，4. 187KJ/ (kg?°C)；
QS——配水管道系统的热损失KJ/h,可按设计小时耗热量的3%〜5% 采用；
——配水管道的热水温差，°C, 一般取5~10°C；
3太阳能集热器总面积的确定
(1)直接式系统集热器总面积：Ac= [QWc P r (tend-tL) ?]/[JTn cd (1- nL) ] (2-7)
式中：Ac——直接式系统集热器总面积，m2 ； QW——日平均用热水 量，L/d ；
Pr 热水密度，kg/L ； tend 贮水箱内水的终止设计温
度，°C ；
tL 水初始温度，°C ； ? 太阳能保证率，无量纲，根据系统
使用期内的太阳辐照、系统经济性能及用户要求等因素综合考虑后确定， -。；ncd——集热器年或月平均集热效率，无 量纲，根据经验取0. 25-0. 50,具体取值根据集热产品的时间测试结果而 定；
UL——管路及贮水