太陽能系統設計標準,首先要考慮的相關問題:⑴關于輻照量,⑵關于集熱面積;太陽能鍋爐系統集熱面積的確定
太陽能系統設計標準
1、首先要考慮的相關問題:
⑴關于輻照量
全國各地的輻照量都是不同的,差別非常大,根據各地輻照量的強弱不同,全國分為五類地區,根據國家氣象 中心提供的《中國氣象輻射資料年冊》(2001年)中年總輻射數據,以一類地區西藏的拉薩為例,全年輻射量為7320MJ/m2,而五類地區的重慶全年輻射量為3430MJ/m2,相差一倍之多,可見差別甚大。
⑵關于集熱面積(見圖所示)
根據國標GB/T 19141-2003規定,單臺集熱器的采光面積(輪廓采光面積)的定義如下:
采光面積 Ac=L×〔﹝n-1〕S+D〕
如果忽略以上因素,就有可能導致集熱面積不足,小馬拉大車,產水量不夠用,大量使用輔助能源,費用增大等一系列后果。
2、太陽能鍋爐系統集熱面積的確定
根據國標GB/T 18713-2002規定,直接系統集熱器采光面積按下列公式確定:
式中:AC——直接系統集熱器采光面積,㎡;
Qw——日均用水量,㎏;
tend——儲水箱內水的終止溫度,℃;
Cw——水的定壓比熱容,4.18KJ/(㎏·℃);
ti——水的初始溫度,℃;
JT——當地春分或秋分所在月集熱器受熱面上月均日均輻照量,KJ/㎡;
f——太陽能保證率,無量綱;根據系統使用期內的太陽輻照量、系統經濟性及用戶要求等因素綜合考慮后確定(無特殊情況時,應取1)
ηcd——集熱器全日集熱效率,無量綱;根據經驗值取0.40~0.55;
ηL——管路及儲水箱熱損失率,無量綱;根據經驗值取0.2~0.25;
⑴以北京為例進行計算:
① 選擇春分所在月三月50°集熱器受熱面上月日均輻照量20.42 MJ/m2 ;
② 溫升35℃(從基礎水溫10℃升溫到45℃);
③ ηcd——集熱器全日集熱效率,取值0.47;
④ f——太陽能保證率取值為1;
⑤ ηL——管路及儲水箱熱損失率,取值0.2;
⑥ Qw——日均用水量,取值1000㎏;
按上式進行計算,
ⅰ)按日均用水量1000㎏,從基礎水溫10℃升溫到45℃(溫升35℃)進行計算,應選集熱器采光面積:
A=1000×4.18×35×1÷20420÷0.47÷0.8 =19.05 (m2)
ⅱ)按每人每天用45℃(10℃升溫到45℃)的洗浴熱水50L進行計算,應選集熱器采光面積:
A=50×4.18×35×1÷20420÷0.47÷0.8 =0.953(m2)