Расчет установок солнечного горячего водоснабжения

Расчет интенсивности солнечной радиации.

Расчет установки солнечного горячего водоснабжения выполняется по часовым суммам прямой и рассеяной солнечной радиации и температуре наружного воздуха. Величина интенсивности солнечной радиации, температура наружного воздуха принимается как правило по «Справочнику по климату СССР»

Интенсивность падающей солнечной радиации для любого простанственного положения солнечного коллектора и каждого часа светлого дня qi Вт / следует определять по формуле:

qi = + (1.8)

Где - интенсивность прямой солнечной радиации, падающею на горизонтальную поверхность Вт /

– интенсивность рассеянной солнечной радиации падающей на горизонтальную поверхность Вт /

– коэффициенты положения солнечного коллектора для прямой и рассеянной радиации соответственно.

Коэффициент положения солнечного коллектора для рассеянной радиации следует определять по формуле:

= b/2 (1.9)

Где b – угол наклона солнечного коллектора к горизонту.

Коэффициент положения солнечного коллектора для прямой солнечной радиации следует определять по таблице данного приложения.

Приведенную интенсивность поглощенной солнечной радиации q Вт / , следует определять по формуле:

q = 0.96 ( + ) (1.10)

Где и – соответственно приведенные оптические характеристики солнечного коллектора для прямой и рассеянной радиации. При отсутствии паспортных данных могут быть приняты: и – для одностекольных и 0.63 и 0.42 для двухстекольных солнечных коллекторов.

 

Расчет

При неравномерном потреблении горячего водоснабжения в установках без дублера расчет площади солнечных коллекторов следует выполнять по величине суточного расхода горячей воды каждого месяца и принимать наибольшую из полученных площадей

Рассчитаем площадь на 12 месяцев

Часовая производительность установки кг/

= = =1.5 кг/ (1.11)

Температура на входе =

Температура на выходе = 35

U – 8 Вт/( • К) для двухстекольных коллекторов;

 

Приведенная интенсивность поглощения солнечной радиации q Вт/

q = 0.96 ( + )

qθ =0.96 (0.7 • 0.91 • 554 + 0.61 • 0.40 • 97) = 361.5 Вт/ (1.12)

Равномерная температура каждого часа

=qθ/U + = +28.8 = 73.9 (1.13)

Площадь солнцепоглощающей поверхности коллекторов установки без дублера A,

А = G/ q i А = = 50 (1.14)

Где G – суточный расход горячей воды в системе горячего водоснабжения G, кг, принимается среднечасовой – 400 л/ч

Площадь солнцепоглощающей поверхности установки с дублером A,

А = А = = 29.9 = 30 (1.15)

Коэффициент полезного действия установки определяется по формуле:

ŋ = 0.8 •

ŋ = 0.8 (1.16)

где θ – двух стекольных

где q – интенсивность поглощенной солнечной радиации

qi = + q = 0.7 • 554 + 0.61 • 97 = 614 Вт/ (1.17)

 

Вывод: в климатических условиях города Баку солнечные водонагревательные установки могут эффективно использоваться различными потребителями в бытовых целях в течение 6-12 месяцев в году

Для нагрева 100 л воды солнечная установка должна иметь 30-50 солнечных коллекторов. Такая водонагревательная установка в летнее время обеспечит ежедневный нагрев воды до температуры не менее 70°С

 

Практическая работа №2

Тема: устройство и принцип работы ветрогенератора

Цель: расчитать работу ветрогенератора

 

Расчет установок солнечного горячего водоснабжения

Основные термины:

Дублер – традиционные источник теплоты для догрева воды, полученный в установке солнечного горячего водоснабжения.

Теплоприемный контур – контур, в котором происходит нагрев теплоносителя непосредственно солнечной энергии.

Все типы установок с дублирующими источниками рассчитываются по данным месяца с наибольшей суммы солнечной радиации в период работы, а системы без дублирующего источника – с наименьшей.

Площадь солнцепоглощающей поверхности коллектора установки без дублеров A, , следует определять по формуле:

А = G/ q i (1.1)

Где G – часовой расход горячей воды в системе горячего водоснабжения

G, кг принимается по СНиП 2.04 01-85;

q i – часовая производительность установки отнесенная к 1 поверхность солнечного коллектора, кг/

i – расчетные часы установки.

При неравномерном потреблении горячей воды по месяца в установках без дублеров расчет площади солнечных коллекторов следует выполнять по величине суточного расхода горячей воды каждого месяца и применять наибольшую из полученных площадей.

Часова площадь установки, , кг/ определяется по формуле:

 

= (1.2)

Где U – приведенный коэффициент теплопотерь солнечного коллектора Вт/( • К) в случае отсутствия паспортных данных может быть принят 8 Вт/( • К)для относительных коллекторов и 5 Вт/( • К) для двухстекольных;

– температура теплоносителя на входе и выходе солнечного коллектора

Температура на входе определяется по формуле:

= + 5 (1.3)

Где – требуемая температура горячей воды.

Температура на выходе определяется по формуле:

= + 5 (1.4)

Где – температура холодной воды.

В однократных системах = и =

Равновесная температура каждого часа

=qθ/U + (1.5)

qθ – приведенная интенсивность поглощенной солнечной радиации

Вт / определяется по приложению 1.

– температура наружного воздуха

Примечание. При отсутствии технических характеристик солнечных коллекторов величины солнцепоглощающей поверхности ее следует принимать равной 0.9 – 0.95 габаритной площади коллектора.

В первый час работы установки температура на выходе принимается равной температуре воды в баке-аккумулятора

При отклонении солнечных коллекторов от южной ориентации до количество поглощенной радиации снижается на 5% при отклонении до на -10%.

Площадь солнцепоглощающей поверхности установок с дублером A, следует определить по формуле:

А = (1.6)

Где – интенсивность поглощающей солнечной радиации в плоскости коллектора Вт / определяется по приложению 1. В интервале от 8 до 17 ч для солнечных коллекторов южной ориентации. При отклонении от юга к востоку или западу на каждые интервал времени начинается раньше или позже на 1 ч.

Ŋ – КПД солнечного горячего водоснабжения.

Коэффициент полезного действия установки определяется по формуле:

ŋ = 0.8 • (1.7)

где 0 – приведенная оптическая характеристика коллектора. При отсутствии паспортных данных может быть принята равной 0.73 для одностекольных коллекторов и 0.63 – для двухстекольных.

– средняя дневная температура воздуха .

При переменном расходе теплоносителя в теплопроводном контуре и в контуре нагреваемой воды подбор насосов производится по максимальной величине расхода. При постоянном расходе теплоносителя его удельный расход должен приниматься в пределах 20 – 40 кг/ • ч

При проектировании установок с переменным расходом теплоносителя расчет теплообменников следует производить по среднечасовым значениям расходом воды и теплоносителя.