太阳能热水工程设计计算书模板.doc

某太阳能热水工程设计
一、设计范围
二、计算参数
（一）设计用水定额、用水单位数
（二）冷、热水设计温度
（三）气象参数
三、计算内容
（一）热水系统负荷计算
1、系统日耗热量

式中：——日耗热量，W；
——热水用水定额，L/(人·d)或L/(b·d);
——水的比热容，J/(kg·℃);
——热水密度，kg/L;
——热水温度，℃；
——冷水温度，℃；
——用水计算单位数，人数或床位数。
2、系统设计日用水量

式中：——设计日用水量，L/d;
——热水用水定额，L/(人·d)或L/(b·d);
——用水计算单位数，人数或床位数。
3、系统平均日用水量

式中：——日平均用热水量，L/d;
——日平均用水定额，L/(人·d)；
——用水计算单位数，人数或床位数。
4、设计小时耗热量

式中：——设计小时耗热量，W；
——用水计算单位数，人数或床位数；
——热水用水定额，L/(人·d)或L/(b·d);
——水的比热容，J/(kg·℃);
——热水密度，kg/L;
——热水温度，℃；
——冷水温度，℃；
——小时变化系数。
（二）集热器方位
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，太阳集热器的倾角可选择在当地纬度±10°的范围内。
（三）日照间距S
某一时刻太阳能集热器不被前方障碍物遮挡阳光的日照间距应按下式计算：

式中：——日照间距， m；
——前方障碍物的高度， m；
——计算时刻的太阳高度角，°；
——计算时刻太阳光线在水平面上的投影线与集热器表面法线在水平面上的投影线之间的夹角，°。
（四）集热器面积Ac
1、直接式系统

式中： A c—— 直接系统集热器总面积，m2；
Q w —— 日平均用水量，L；
c —— 水的定压比热容，kJ /（kg ·℃）；
ρr——水的密度，（kg/L）；
tend —— 贮水箱内水的终止温度，℃；
tL —— 水的初始温度，℃；
JT —— 当地集热器采光面上年平均日或月平均日太阳辐照量，kJ/m2；
f —— 太阳能保证率，无量纲；根据系统使用期内的太阳辐照、系统经济性及用户要求等因素综合考虑后确定，一般在0.30～0.80范围内；
ηcd —— 集热器年或月平均集热效率，无量纲；根据经验值取0.25～0.50，具体取值要根据集热器产品的实际测试结果而定；
ηL —— 管路及贮水箱热损失率，无量纲，根据经验值取0.20～0.30。
2、间接式系统

式中：A IN—— 间接系统集热器总面积，m2
A c—— 直接系统集热器总面积，m2
FRUL ——集热器总热损系数，W/（m2·℃）；平板型集热器取4～6 W/（m2·℃）；真空管集热器取1～2W/（m2·℃）；具体数值要根据集热器产品的实际测试结果而定；
Uhx——换热器传热系数，W/（m2·℃）；
A hx—— 间接系统换热器换热面积，m2。
（五）集热系统设计流量GS
太阳集热系统的流量与太阳集热器的特性有关，一般由太阳集热器生产厂家给出。在没有相关技术参数的情况下，真空管型太阳集热器可以按照0.015－0.02L/（s·m2）进行估算，平板型太阳集热器可以按照0.02L/（s·m2）进行估算。以上数据乘以太阳集热器总面积就可以得到太阳集热系统的流量。
（六）水箱容积及单水箱、双水箱系统的选择
贮热水箱按每平方米太阳集热器采光面积对应75L贮水箱容积选取，供热水箱的贮热量不得小于表1贮水箱的贮热量中所列的指标：
表1 贮水箱的贮热量
加热设备
太阳集热系统出水温度≤95℃
工业企业淋浴室
其他建筑物
容积式水加热器或加热水箱
≥60min Qh
≥90min Qh
注:Qh 为设计小时耗热量（W）。
当供热水箱容积小于太阳集热系统所选贮热水箱容积的40%时，太阳热水系统可以采用单水箱的方式。贮水箱容积可按最常用的每平方米太阳集热器采光面积对应75L贮热水箱容积选取。
当热水供应系统需要的供热水箱容积大于太阳集热系统所选贮热水箱容积的40%时，可以采用单水箱的方式，水箱容积按所需供热水箱容积的2.5倍确定；也可以采用双水箱的形式，贮热水箱按每平方米太阳集热器采光面积对应75L贮水箱容积选取，第二个水箱按照供热水箱的要求选取。当采用单水箱方式时，辅助加热设备一般直接放在水箱中，一般采用电作为辅助能源，辅助加热装置放在水箱上部。由于燃气或燃油辅助加热装置一般从水箱底部加热，会影响水箱的分层和集热器效率，不建议直接作为单水箱系统辅助加热能源。
当采用双水箱系统时，贮热水箱一般作为预热水箱，供热水箱作为辅助加热水箱，辅助热源设置在第二个水箱中。双水箱方式一般在大型系统中使用，双水箱的方式虽然可以提高集热系统效率和太阳能保证率，但也会增加系统热损。
太阳能热水系统的贮热水箱容积与用户的用热规律紧密相关，在条件允许的情况下，太阳能热水系统的贮热水箱在上述计算的基础上适当增大。
（七）辅助热源
太阳能热水系统常用的辅助热源种类主要有：蒸汽或热水、燃油或燃气、电、热泵。由于太阳能的供应具有很大的不确定性，为了保证生活热水的供应质量，辅助热源的选型应按照热水供应系统的负荷选取，暂不考虑太阳能的份额。可以按照不同辅助热源类型进行辅助加热量的计算及选型，参照《民用建筑太阳能热水系统工程技术手册》。
（八）热水供应系统管路流量计算
热水供应系统的管路流量按照给水系统的设计秒流量计算。