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太阳能采暖系统供热负荷计算主要分两种用途,一是用于确定太阳能集热器面积,另一种用于设计备份热源和热水管路。
以当天蓄能采暖方式为例确定供暖热负荷 供暖系统的设计热负荷可用下式表示:Q= Q1+ Q2+ Q3+-Qd
其中,Q1为墙壁散热量,Q2为开关门散热量,Q3为排气孔耗热量,Qd为太阳辐射进入室内的热量。此系统是以辐射采暖为主(占60%以上),辅以对流传热。据《暖通规范》及实际工程设计情况, 在工程中,在仅知道建筑的总面积的情况下可采用以下采暖热指标进行计算。
建筑物热指标推荐表(2003技术措施:暖通空调): 建筑物
类型 住宅 办公楼 医院
托幼 旅馆 图书馆 商店 单层住宅 食堂餐厅 影剧院 大礼堂
体育馆 烘烤房 热指标
(W/m2) 45~70 60~80 65~80 60~70 45~75 65~75 80~105 110~140 90~115 115~160 290~350 室外-9C(北京)的条件下,供暖需求量,用这个值去配置供暖设备,相当于在最大条件下的出力。北京冬天室外平均-1.6,室内保证16,这时的规定平米指标20.6瓦。 (以北京地区节能建筑面积200平米别墅为例)
热指标q=20.6W/㎡
热负荷Q= q·A(200㎡)=4120w
每日热量Qr= 4.12kw×3600×12(小时)=177984KJ
时间取值:以北京大多数家庭作息习惯考虑,早8点到晚6点家中无人,故以上公式中取12小时。可根据实际情况更改,如24小时。
北京的冬季(1月、2月、3月、12月)日照辐射量平均为9730 KJ/m(集热器受热面上的辐照量为水平面上的辐照量做一修正:9730KJ/㎡×1.2=11676 KJ/㎡)。
太阳辐照资料
根据国家气象中心提供的《中国气象辐射资料年册》(2001年)中,北京(区站号:54511;东经:11628´;北纬:3948´;观测点海拔高度:31.3m)的月日均及年总辐射数据(单位MJ/m): 月份
辐照量 一月 二月 三月 四月 五月 六月 七月 八月 九月 十月 十一月 十二月 日均 6.75 9.37 16.09 16. 21.23 16.59 17.34 17.23 14. 9.33 8.81 6.71 年总 4912.91 太阳能的集热效率为47%
太阳能集热面积S=177984KJ/(11676 KJ/m×47%)=32.43m