【文章內(nèi)容簡介】 ； 注意太陽能系統(tǒng)運行方式影響，強(qiáng)迫循環(huán)的運行 方式，與自然循環(huán)和直流系統(tǒng)的效率差別。 太陽集熱器面積確定 集熱器面積計算 工程系統(tǒng)集熱器面積 直接系統(tǒng)太陽能總面積的確定： 直接太陽能熱水系統(tǒng)總面積可根據(jù)系統(tǒng)的日平均用水量和用水溫度來確 定，可按下列公式計算： Ac=QwCρr（ t2t1)f/JTηcd(1ηL) 其中： Ac為直接式系統(tǒng)集熱器總面積（平方米）； Qw—— 日平均用水量 L， C—— 水的定壓比熱 ρr—— 水的密度 JT —— 月平均日或年平均日太陽輻照量， t2t1—— 水的初始終止溫差； f—— 太陽能保證率 ηcd_—— 集熱器年平均集熱效率；（根據(jù)產(chǎn)品測定結(jié)果而定） ηL—— 管路及貯熱水箱的熱損失率，（可取 ~） 間接系統(tǒng)集熱總面積計算公式如下： 式中： AⅠ N— 間接系統(tǒng)集熱器總面積， ㎡ AC— 直接系統(tǒng)集熱器總面積， ㎡ FRUL— 集熱器總熱損系數(shù)， W/（㎡ ℃ ） UhX— 換熱器傳熱系數(shù)， W/（㎡ ℃ ） AhX— 間接換熱換熱面積，㎡ 貯水箱小于 600L系統(tǒng)集熱器面積 水箱小于 600L系統(tǒng)集熱總面積計算公式如下： 其中： Ac為直接式系統(tǒng)集熱器總面積（平方米）； Qw—— 日平均用水量 L， C—— 水的定壓比熱 ρr—— 水的密度 tend—— 貯水箱內(nèi)水的終止設(shè)計溫度， tL—— 水的初始溫度； Qs— 被測太陽能集熱系統(tǒng)得熱量， f—— 太陽能保證率， A—— 被測太陽能集熱系統(tǒng)總面積；（根據(jù)產(chǎn)品測定結(jié)果而定） ηL—— 被測太陽能集熱系統(tǒng)管路熱損失率，（可取 ~） 等級 太陽能條件 年日照時數(shù) (h) 水平面上太陽能輻照量MJ/(㎡ a) 地區(qū) 集熱面積 (㎡ ) 1 資源豐富區(qū)（ Ⅰ ） 3200～ 3300 ＞ 6700 寧夏北、甘肅西、新韁東南、青海西、西藏西 2 資源較富區(qū)（ Ⅱ ） 3000～3200 5400～ 6700 冀西北、京、津、晉北、內(nèi)蒙、寧夏南、甘肅中東、青海東、西藏南、新韁南 3 資源一般區(qū) （ Ⅲ ） 2200～3000 5000～ 5400 魯、豫、冀東南、晉南、新韁北、吉林、遼寧、云南、陜北、甘肅東南、粵南 1400～2200 4200～ 5000 湘、貴、贛、江、浙、滬、晥、鄂、閩北、粵北、陜南、黒龍江 4 資源較富區(qū)（ Ⅳ ） 1000～1400 ＜ 4200 川、黔、渝 每 100L熱水量的系統(tǒng)集熱器總面積推薦選用值 太陽集熱系統(tǒng)流量確定 太陽能集熱系統(tǒng)的流量與太陽能集熱的特性有關(guān)。 ●全玻璃真空管型太陽能集熱器可以按： ~(S M2)進(jìn)行估算 。 ● 平板型太陽能集熱器可以按： (S M2)進(jìn)行估算 。 以上數(shù)據(jù)乘以前面計算的太陽能集熱器總面 積Ａ c就可以得到太陽能集熱系統(tǒng)的流量。 —— 集熱系統(tǒng)的流量是選擇循環(huán)泵的依據(jù) 貯水箱設(shè)計 貯水箱的容積確定 ◆ 儲熱水箱的容量 V應(yīng)根據(jù)其蓄熱容量 VX、 熱水膨脹量 VP 和循環(huán)回流水量 VH等因素確定。 V = VX + VP + VH 儲熱水箱的蓄熱容量 VX 應(yīng)根據(jù)晴天時太陽集熱器的產(chǎn)熱水量來確定 儲熱水箱的熱水膨脹量 VP 當(dāng)水溫大于 4℃ 時，體積會隨水溫升高而膨脹。因此應(yīng) 考慮水的體積膨脹量對儲熱水箱容量的影響 。 (一般在 5%以內(nèi) ) 儲熱水箱的循環(huán)回流水量 VH 對于常壓系統(tǒng)，當(dāng)循環(huán)水泵停止后，回水管道內(nèi)的水要 回流到水箱里；對于回流防凍的系統(tǒng)，當(dāng)循環(huán)水泵停止后， 集熱器和管道內(nèi)的水都要回流到水箱里來。因此必須考慮 系統(tǒng)的回流水量。以確保停泵后不發(fā)生儲熱水箱溢流的問題。 貯水箱設(shè)計 貯水箱形狀確定 ●貯水箱的結(jié)構(gòu)形狀應(yīng)根據(jù)其容量大小、結(jié)構(gòu)的合理性、現(xiàn) 場放置的位置、水箱制作的難易等因素來確定。儲熱水箱應(yīng) 選擇體面比最小的形狀。這樣既能減小散熱面積，還可節(jié)省 水箱制作的材料。 圓球形狀的水箱體面比最小，但制作困難。因此儲熱水箱的形狀一般都 選擇圓柱形或方形 對于圓柱形水箱，當(dāng)高度等于直徑時，表面積最小。如果圓柱形水箱高 度過高，一般將水箱臥放。要求水箱承壓的系統(tǒng)，圓柱形水箱的兩個端蓋應(yīng) 采用球形端蓋，材料厚度應(yīng)加厚，制作完成后，應(yīng)按要求作耐壓試驗。 對于方形水箱，當(dāng)長、寬、高相等時，表面最小。方形水箱不承壓，不 易設(shè)計的太高。在高度相同的的條件下，長度與寬度相等時，體面比最小。 方形水箱可以現(xiàn)場制作，運輸方便。方形水箱的承壓能力差，需要在水箱內(nèi) 部或外部加拉筋。所以只能用于不承壓的系統(tǒng)中。 貯水箱設(shè)計 貯水箱的材料 鋼板水箱 搪瓷水箱 不銹鋼水箱 玻璃鋼預(yù)制水箱 水泥預(yù)制水箱。 塑料水箱 貯水箱設(shè)計 貯水箱的開口位置與尺寸（ 1） ■ 檢修人孔： 大于 3m3的水箱應(yīng)留檢修人孔，以備將來檢修時 用。人孔的尺寸不應(yīng)小于 400 400mm2， 圓形人孔的直徑不 應(yīng)小于 400mm。 ■ 通氣孔： 常壓水箱應(yīng)留有通氣孔，以避免形成負(fù)壓，使水箱 受損，并使下水通暢。 ■ 排污口： 排污口應(yīng)留在水箱最低的位置，以利于排污。排污 口的尺寸不應(yīng)小于 25mm。 ■ 溢流口 ：開式常壓系統(tǒng)的水箱應(yīng)留有溢流口，應(yīng)不小于進(jìn)水 口，且最小不應(yīng)小于 25mm 。 貯水箱設(shè)計 貯水箱的開口位置與尺寸（ 2） ■ 用熱水口 ： a)對于承壓水箱，用熱水口應(yīng)位于水箱的頂部； b)對于頂水使用的開式水箱，用熱水口應(yīng)位于水箱的中上部， 且不能低于上循環(huán)口； c） 對于落水使用的開式水箱，用熱水口應(yīng)位于水箱的底部， 但應(yīng)不低于排污口； d)對于底部帶有電加熱管的水箱，用熱水口應(yīng)高于電加熱管 的位置，以確保電加熱管始終浸沒在水中，防止電熱管無水 干燒。 注：用熱水口的尺寸應(yīng)根據(jù)熱水流量大小來確定，一般承壓 系統(tǒng)不應(yīng)大于 1m/s； 常壓系統(tǒng)不應(yīng)大于 。 貯水箱設(shè)計 貯水箱的開口位置與尺寸（ 3） ■ 上、下循環(huán)口 ： 下循環(huán)口位于水箱的底部，但應(yīng)不低于排污口，不高于用 熱水口（落水法）。 上循環(huán)口位于水箱的中上部，不高于用熱水口。對于頂水 使用的承壓水箱，上循環(huán)口應(yīng)在水箱的中下部，但無論何種 系統(tǒng)，上循環(huán)口都應(yīng)高于下循環(huán)口。 上、下循環(huán)口的尺寸也應(yīng)根據(jù)單位時間的流量大小來確定， 一般不應(yīng)大于 1m/s。 ■ 其它開口 ： 有些系統(tǒng)還需預(yù)留測量水溫、水位、壓力的開口。帶有 輔助加熱的系統(tǒng)還需留有輔助加熱系統(tǒng)所需要的各種開口， 設(shè)計者應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)要求合理設(shè)計。 貯水箱設(shè)計 貯水箱的開口位置與尺寸（ 4） 流水區(qū)死水區(qū)死水區(qū)流水區(qū)在滿足以上要求的前提下，水箱的開口位置還應(yīng)盡量注意消 除死水區(qū)，或者盡量減少死水區(qū)。但為了防止頂水使用時冷 水供應(yīng)不上，造成熱水?dāng)嗔鞯膯栴}，有意在水箱出熱水口上 部留出一部分熱水高度，當(dāng)冷水供應(yīng)不上時，起緩沖作用。 貯水箱設(shè)計 貯水箱進(jìn)出水管的布置 當(dāng)水箱進(jìn)出水口處流速、溫差過大時，容易造成水箱混水。 對于需要水箱水溫分層的儲熱水箱，如頂水使用的儲熱水箱， 應(yīng)降低管口流速。在設(shè)計水箱進(jìn)、出水口處水管的布置時，下 循環(huán)管口流出的為低溫水，其在水箱內(nèi)的開口方向應(yīng)水平或向 下；上循環(huán)口流進(jìn)水箱的水為高溫水，其在水箱內(nèi)的開口方向 應(yīng)水平或向上；冷水補(bǔ)水進(jìn)口的開口方向應(yīng)水平或向下。 對于自然循環(huán)系統(tǒng)，下循環(huán)口兼有下循環(huán)管的自動排氣功 能，因此，其在水箱內(nèi)的開口方向應(yīng)水平，不能向下，否則將 造成下循環(huán)管無法自動排氣而使系統(tǒng)無法自動循環(huán)。 對于落水使用的循環(huán)系統(tǒng)，設(shè)計時，有意將上循環(huán)管口向 下開口，有時甚至將上循環(huán)口向下延伸至水箱的下部，有意使 水箱混流，以減輕水箱的溫度分層。對于直流式定溫放水系統(tǒng) ，設(shè)計時也有意將從集熱器進(jìn)入水箱的熱水管延伸至水箱的下 部，以達(dá)到混合水箱水溫的作用。 輔助熱源選擇與設(shè)計 輔助熱源種類的選擇 ● 輔助熱源一般應(yīng)具有可靠、穩(wěn)定、隨時可以供給等特點 燃?xì)猓ㄌ烊細(xì)?/煤氣 /石油液化氣 /沼氣等） 燃油 （煤油 /柴油） 電能 蒸汽 暖氣 熱泵 輔助熱源選擇與設(shè)計 輔助熱源功率的確定原則 — 輔助加熱系統(tǒng)的目的是當(dāng)陰雨天或太陽能不足時，由輔助加 熱系統(tǒng)提供所需的熱能。 — 對于太陽熱水系統(tǒng)來說，太陽能完全不起作用的情況就是最 不利的情況。因此，輔助加熱設(shè)備功率的確定應(yīng)根據(jù)太陽能完 全不起作用時，全部靠輔助加熱設(shè)備來滿足用戶所需的熱能來 計算確定。 — 輔助加熱系統(tǒng)宜采用兩套，單套功率為總功率的 1/2。 輔助熱源選擇與設(shè)計 輔助熱源加熱量的計算 a)容積式： Qg=（ ηVr/T） (trt1)ρr 其中： η有效貯熱容積系數(shù)，選 Qg容積式水加熱器的設(shè)計小時供熱量 ， W Qh熱水系統(tǒng)設(shè)計耗熱量， W ρr熱水密度 T輔助加熱量持續(xù)時間， h T 選 2~4小時 Vr總貯熱容積， L （單水箱取水箱容積 40％，雙水箱按供熱水箱容積） b)半容積式水加熱器，熱水機(jī)組的供熱量按設(shè)計小時耗熱量計算。 c)半即熱式、快速式的供熱量按設(shè)計秒流量計算。 輔助熱源選擇與設(shè)計 輔助熱源耗量的計算 常壓燃油 /燃?xì)鉄崴疇t、熱水器 燃油 /燃?xì)夂牧?： G= 其中： G—— 熱源耗量， kg/h,Nm3/h k—— 熱媒管道熱損失系數(shù)， ~ Qg—— 水加熱器設(shè)計供熱量， w Q—— 熱源發(fā)熱量， kj/kg(kj/Nm3) （ 1MJ=239kcal) η —— 水加熱器的熱效率 ~ 電熱水鍋爐 /電加熱器 耗電量計算公式： W=Qh/1000η 其中： W—— 耗電量，單位 kw Qh—— 設(shè)計小時耗熱量，單位 w η—— 加熱設(shè)備的熱效率， ~ 系統(tǒng)整體布局的原則與方法 布局形式 水箱集熱器陣列 集熱器陣列集熱器陣列集熱器陣列集熱器陣列水箱集熱器陣列●一般情況下，集熱器在前面，水箱在后面，以避免水箱遮光。 但當(dāng)前面有較高的遮光物時，可將水箱放在前面，集熱器后置 ，加大集熱器與前面高遮擋物的距離。 ●超過 1T的水箱應(yīng)先確定水箱位置，后布置集熱器。應(yīng)盡量減 少循環(huán)管長度。 ● 循環(huán)管宜設(shè)計同程方式。 系統(tǒng)整體布局的原則與方法 布局形式（ 2） 集熱器陣列水箱集熱器陣列集熱器陣列集熱器陣列 水箱集熱器可減少循環(huán)管長度； 可設(shè)計成幾個并聯(lián)自然循環(huán)系統(tǒng)； 增多集熱器擺放面積 系統(tǒng)整體布局的原則與方法 布局選擇原則 布局形式的選擇應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場地形確定 ， 并考慮以下幾點 。 （ 1） 水箱承重 在系統(tǒng)布局中 ， 首先需要考慮水箱的位置 。 因為 ， 水箱是太陽熱水系統(tǒng)最重的負(fù)載 ， 因此 ， 水箱的放置位置應(yīng)考慮該