太阳能计算书

太阳能热水设计计算书

一、 项目概况

本热水工程为五层的培训中心卫生间和食堂用热水。本楼总建筑面积为6061m2，二层屋面为保温上人平屋面。建筑朝向东西向。

本工程共75个房间,每间设计人数为2人，每人每天热水用水量为70L（60℃）,餐厅用水量为每顾客每次15L（60℃）。计算冷水温度为10℃。水源为市政自来水。设置一套集中式太阳能热水系统，太阳能集热板、集热水箱和恒温水箱放在二层平屋面。辅助热源采用燃气。 二、设计条件

1、《太阳能热水系统设计、安装及及工程验收技术规范》GB/T18713-2002； 2、《太阳集热器性能室内试验方法》GB/T18792-2002； 3、《民用建筑太阳能热水系统应用规范》GB50364-2005； 4、《真空管太阳集热器》GB50057-94； 5、《建筑物防雷设计规范》GB50015-2003；

6、《建筑给水排水设计规范》GB50015-2003 2009年版；

7、《建筑给水排水及采暖工程施工质量验收规范》GB500242-2002； 8、建设单位提供的资料。 三、太阳能集热系统 1.计算公式： 最大日用水量：

Qrd??m?qr

⑴

式中：Qrd—设计热水量(L/d)；

m—用水计算单位数(人)； qr—热水用水定额(L/人·d)。 直接加热供水系统集热器总面积：

Ajz?qrmC?r?tr?tl?f

⑵

Jt?j?1??l?式中：Ajz—直接加热集热器总面积(m2)；

qr—设计日用热水量(L/d)； m—用水单位数；

C—水的比热，C=4.187(kJ/kg·℃)； tr—热水温度(℃)，tr =60℃； tl—冷水温度(℃)； ρr—热水密度（kg/L）；

Jt—集热器采光面上年平均日太阳辐照量(kJ/m2·d)； f—太阳能保证率，可取30%~80%；

ηj—集热器年平均集热效率，可取45%~50%； ηl—贮水箱和管路的热损失率，可取15%~30%； 太阳能集热系统贮热水箱有效容积：

Vrx?qrjd?Aj

⑶

式中：Vrx—贮热水箱有效容积(L)；

Aj—集热器总面积(m2)；

qrjd—集热器单位采光面积平均每日产热水量[L/(m2·d)]，直接供热水系统qrjd =40 L/(m2·d)~100 L/(m2·d)。

循环泵流量：

qx?qqz?Aj

⑷

式中：qx—集热系统循环流量(L/s)；

qgz—单位采光面积集热器对应的工质流量[L/(s·m2)]，可取0.015L/(s·m2)~0.020L/(s·m2)；

直接加热太阳能集热系统循环泵扬程：

Hx?hjx?hj?hz?hf

⑸

式中：Hx—循环泵扬程(kPa)；

hjx—集热系统循环管道的沿程与局部阻力损失(kPa)； hj—循环流量流经集热器的阻力损失(kPa)；

hz—集热器顶与贮热水箱最低水位之间的几何高差(kPa)； hf—附加压力(kPa)，可取20kPa~50kPa。 2.集热系统设计

本工程共75个房间，每间设计人数为2人，每人每天热水用水量为70L（60℃）,餐厅用水量为每顾客每次15L（60℃），每日二次。由公式⑴，可得最大日用热水量为15T。

取冷水温度10℃，年平均日太阳辐照量12613 kJ/m2·d，太阳能保证率50%，集热器年平均集热效率50%，贮水箱和管路的热损失率20%，热水密度1kg/L，由公式⑵，可得所需集热面积为312m2。

由以上计算结果，本设计选用型号为CE70/1900A-20的太阳能集热器共75台，布置于培训中心二层平屋面。每台集热器集热面积为4.25m2，总集热面积为318.75m2。

3. 循环泵选择

集热器单位面积产热水量取40 L/(m2·d)，总集热面积为318.75m2，由公式⑶，可得集热水箱有效容积为12.75T。

取单位采光面积集热器对应的工质流量为0.015L/(s·m2)，集热器总面积为318.75m2，由公式⑷，可得集热系统循环流量为4.78 L/s。

由表格 1，选用主管管径DN50，支管管径采用DN25管，管路水头损失**，单组集热器水损为0.5kPa/ m2，高差**，附加压力取50kPa，由公式⑸，可知循环泵所需扬程为**

根据以上计算结果，本设计选取型号为**的集热系统循环水泵两台（一用一备）。水泵参数为**

表格 1：热水管道流速

公称直径（mm） 流速（m/s） 15-20 ≤0.8 25-40 ≤1.0 50 ≥1.2

四、辅助热源 1.计算公式

集中热水供应系统设计小时耗热量：

Qh?KhmqrC?tr?tl??r

T ⑹

式中：Qh—设计小时耗热量(kJ/h)；

m—用水计算单位数(人)； qr—热水用水定额(L/人·d)； C—水的比热，C=4.187(kJ/kg·℃)；