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1、济南地区采用太阳能作为热源摘要：本文首先从采暖期内建筑物所需热负荷出发，得到了建筑物的日需水量。然后根据济南地区的气象资料，由已知的水平面上的太阳总辐射值，通过计算，得到了倾斜面上的太阳总辐射的月平均值，结合太阳能集热器的能量平衡方程，计算出了单支太阳能真空集热管的日产水量，而后计算了单位建筑面积需要的集热器面积，分析了济南地区利用太阳能采暖的可行性，指出在济南地区采用太阳能作为地板辐射采暖的热源是一种经济、可行的方式。关键词：太阳总辐射建筑耗热量指标日产水量0前言 我国是太阳能资源十分丰富的国家,三分之二的国土年日照在2200小
2、时以上，年辐射总量大约在每年3340~8360MJ/m2,相当于110~250KG标准煤/m2。根据我国气象部门测量年辐射总量的大小,一般将我国大陆部分划分为四个太阳辐射资源带,即一类地区（≥6700MJ/m2），二类地区（5400~6700MJ/m2），三类地区（4200~5400MJ/m2），四类地区（＜4200MJ/m2），即使我国太阳能较差的地区，年辐射总量也接近东京（4220MJ/m2），高于伦敦（3640MJ/m2）汉堡（3430MJ/m2）这些世界上太阳能利用较好的城市，山东地区属于上述的第三类资源带内,其太阳能资源大
3、有潜力可挖。 地板辐射采暖由于热舒适性、热稳定性都比传统的采暖方式好，节能效果显著，因此得到广泛应用。由于其热媒是低温热水,一般在60℃以下。太阳能由于自身热密度较低，集热温度很难达到很高的水平，从而使利用太阳能作为热源成为可能。因此，采用低温热水地板辐射采暖,是充分利用太阳能这种低品位能量的最佳方式。本文以济南地区某办公楼为例，从采暖期内所需热负荷出发，分析太阳能作为地板辐射采暖热源的可行性。 1采暖期内的热负荷计算 以济南地区某办公楼为例，根据规范规定,民用建筑供热指标取45~70W/m2,取建筑热负荷指标50W/m2。采
4、用地板辐射采暖其热负荷等于常规负荷值乘以系数0.9~0.95[1]。则 采暖设计热指标：q¹=W/m2 由于上述设计热指标是按采暖室外计算温度条件下计算出来的，计算采暖期的耗热量时，应该将其折算成面积平均热指标（即建筑耗热量指标）。可以采用下式进行计算[1]： (1)10 式中，——面积平均热指标（W/m2）； ——室内计算温度（℃），这里按18℃计； ——月平均温度（℃）； ——采暖室外计算温度（℃），济南地区为-7℃。 根据平均热指标，按照各个月的平均温度可以得出采暖期内各月的月平均面积热指标，进而算出
5、每个月的采暖热负荷及采暖期内的总负荷,如表1所示。 根据详细热工计算，可将热负荷换算成水量,列于表1。 g/s(2) 式中: ——采暖系统热负荷指标,W/m2； ——水的平均定压比热容,4.18KJ/(kg·K)； ——采暖供回水温度差（℃）,低温地板采暖供回水温差为8~15℃,这里暂取10℃。 表1采暖期内各月的采暖热负荷月份1112123总计10采暖天数53131286101月平均温度(℃)7.91.1-1.41.17.6月平均面积热指标（W/m2）19.1932.1136.8632.1119.7610日需水量
6、(kg/m2·d)14.8724.8928.5724.8915.32 说明:假定太阳能集热器每天运行9小时。 2太阳能集热器的集热量 全玻璃真空太阳集热器的热量平衡方程式,其总集热量等于有效太阳得热量减去热量损失,数学表达式为: (3) 式中，——闷晒水量（kg）； ——T1~T2范围内水的平均定压比热容，=4.18KJ/(kg·K)； ——水的初始温度（℃）； ——水的终止温度（℃）； ——玻璃管的太阳透射率； ——吸收涂层的太阳吸收率； ——累积太阳辐照量（KJ/m2）； ——集热管采光面积（m2）；
7、——T1~T2范围内水的平均热损系数（W/m2·K）； ——累积辐照时间（h）；10 ——散热面积（m2）。 则一根全玻璃真空太阳能集热管日产热水量的计算式为： (4) 式中取采暖期日平均累积太阳辐照量（KJ/m2·d） 根据太阳能厂家提供的样本及其他资料，以上公式中的性能参数取以下值： =0.88,=0.9,=0.062m2,=0.9W/m2,=0.137m2。 3采暖期日平均累积太阳辐照量的确定 济南地区采暖期从11月26日到3月6号，共101天。相关文献指出[2]，当集热器冬季使用时,最佳倾角为当地纬度加10
8、º,济南市地处北纬36º41¹,故冬季最佳倾斜角为46º。由济南地区气象资料，可得到济南市水平面上的太阳总辐射日总量的月平均值，任意倾斜角度的太阳辐射值，需通过计算得到。 根据文献[1]，在水
