太阳能热水系统设计

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1、《新能源与节能技术》太阳能热水系统设计河南理工大学太阳能热水系统设计基本概念：1.日照sunshine(1)能使地上物体投射出清晰阴影的直接日射。(2)>120w/m2的直射辐照度。2.真空管集热器evacuatedtubocollector;evacuatedtubularcollector采用透明管(通常为玻璃管)并在管壁和吸热体之间有真空空间的太阳集热器。注吸热体可以由一个内玻璃管组成，也可以由另一种用于转移热能的元件组成3.全玻璃真空集热管全玻璃真空管吸热体由内玻璃管构成的真空集热管。4

2、.热管式真空集热管热管式真空管用热管作为传热元件的真空集热管。5.太阳能热水系统：solarwaterheatingsystem;solarhotwatersystem将太阳能转换为热能来加热水的太阳能系统，一般，热水的储水箱大于0.6m3的太阳能热水系统。6.热水系统的运行方式：1)自然循环（热虹吸系统）naturalcirculationsystem：仅利用传热工质的密度变化来实现集热器和蓄热装置之间或集热器和换热器之间进行循环的系统。在自然循环系统中，为了保证必要的热虹吸压头，储水箱应高于

3、集热器上部。2)直流式：待加热到的传热工质一次流过集热器后，进入蓄热装置或进入使用辅助热源的加热器或进入使用点的太阳能加热系统.。直流式系统一般可采用非电控温控阀控制方式及温控器控制方式。3)强迫循环：利用泵或者风机迫使传热工质通过集热器进行循环的系统。强迫循环系统通常采用温差控制、光电控制及定时器控制等方式。7.按有无换热器分:1)直接系统：directsystem最终被用户消费或循环流至用户的热水直接流经集热器的太阳能热水系统。2)间接系统：indirectsystem传热工质不是最终用户消

4、费的或循环流至用户的水，而是传热工质流经集热器的太阳能热水系统。如下图所示的集中集热分户储能的太阳能热水系统。2011-05《新能源与节能技术》太阳能热水系统设计河南理工大学图0集中集热分户储能的太阳能热水系统RMJ：热媒给水管；RMH热媒回水管8.采光面积非会聚太阳辐射进人集热器的最大投影面积。单位为平方米(m2)。见图1至图3。注:采光面积不包括那些当太阳辐射从垂直于采光平面方向人射时太阳辐射被遮挡的透明部分。图1平板型集热器的采光面积2011-05《新能源与节能技术》太阳能热水系统设计河南

5、理工大学图2无反射器的真空管集热器的采光面积L2—真空管未被遮挡的平行和透明部分的长度;d—罩玻璃管内径;N—真空管数量.a)有反射器的平板型集热器L一反射器;L2—见图;W2—外露反射器宽度2011-05《新能源与节能技术》太阳能热水系统设计河南理工大学b)有反射器的真空管集热器图3两种聚光型集热器的采光面积L—外露反射器长度;W2—外露反射器宽度。8.集热器总面积AG整个集热器的最大投影面积，不包括那些固定和连接传热工质管道的组成部分。单位为平方米(m2)9.空晒温度集热器在其内部不注人传热

6、工质而只有非机械驱动的空气条件下接收太阳辐射的状态。10.集热器效率：在稳态(或准稳态)条件下，集热器传热工质在规定时段内输出的能量与同一时段内入射在集热器所规定的集热器面积(总面积、吸热体面积或采光面积)上的太阳辐照量的乘积之比。11.集热器总热损系数collectoroverallheatlosscoefficientUL集热器中吸热体对环境空气的平均传热系数，单位为瓦每平方米开尔文[W/(m2·K)]。13．集热器热转移因子collectorheatremovalfactorFR集热器实际

7、输出的能量与假定整个吸热体处于工质进口温度时输出的能量之比。注:14．集热器效率因子collectorefficiencyfactorF’集热器实际输出的能量与假定整个吸热体处于工质平均温度时输出的能量之比。15．集热器流动因子collectorflowfactorF’’集热器实际输出的能量与假定工质平均温度等于工质进口温度时输出的能量之比2011-05《新能源与节能技术》太阳能热水系统设计河南理工大学太阳能热水系统设计1调查用户基本情况1.1环境条件—安装地点纬度—月均日辐照量—日照时间—环境

8、温度如武汉地区各月的设计用气象参数月份l23456Ta3．75．810．116．821．925．6Ht6．527．8088．83012．40714．09814．756Hd4．075．0015．7237．65l8．3098．536Hb2．452．8073．1074．7886．2209．137Sa110105．8119．2156187．3185．3其中各字母含义：Ta-月平均室外气温，℃；Ht一水平面太阳总辐射日平均辐照量，MJ／(m2·d)；Hd一水平面太阳散辐射日平均辐照量，MJ／(m2·d)；