前文讲了建筑物热负荷与太阳能集热器面积的计算,今天和大家讲一下集热器安装倾角、集热器间距与储热水箱容积的计算。
一、集热器安装倾角
背流式平板集热器也是平板集热器,所以它的安装倾角与普通平板集热器并无区别,平板集热器用于冬季供暖时,它的安装倾角应该为当地纬度 10度,±值允许误差2度。
二、集热器安装间距
这里所说的间距,是指前后两块板子之间的安装间距,这个间距应该通过计算确定。
首先我们要根据背流式平板集热器的长度及安装倾角,计算出安好后的集热器有多高,公式为:h=sinθ,其中h代表高度,sin代表正弦,θ代表角的度数。
其次,我们要计算出冬至日正午太阳高度角,公式为α=90-l当地纬度-当地太阳直射点纬度l。我国处于北半球,冬至日太阳直射点纬度为-23.26度。
最后,我们再跟据冬至日正午太阳高度角,计算出影子的长度,亦指间距。公式为L=cotβ*h,L代表影子长度cot代表余切,β代表太阳高度角,h代表建筑物高度,这里专指以当地纬度安装好的集热器高度。
三、储热水箱容积的计算
储热水箱容积应根据不同的室内供暖末端予以计算,本文讲的是短期储热供暖,即储热时长为24小时。
当室内供暖末端为地暖时,原则上不考虑储热,地暖回填层、找平层就是最好的储热水箱。因为如果室内供暖末端是地暖,保温良好建筑,停暖24小时后,室温下降不会超过2℃,一般没有保温的建筑,停暖24小时后,室温下降也不会超过5℃。这种情况下,只计算管道排空容水量和水箱余水位量,正常换热状态下,水箱水位应保持在太阳能集热器供水口上面5cm处。除非供暖季当地连续阴、雨、雪、霾天气非常多,可以考虑短期储热(24小时)。
当室内供暖末端为暖气片或风机盘管时,水箱容积至少应能满足24小时供暖储热要求。暖气片材质为铸铁时,可适当相应减少水箱容积。雨雪天气较多的地区,可相应增加水箱容积,但应注意的是,如果没有相应的集热面积做支撑,水箱容积越大,意味着你可用的热量越少。
工作状态下,单块背流式平板集热器容水量为1.5升,最大流速为100升/小时,大家可以根据自己安装的背流式平板集热器数量配置相应的供回水管径。需要注意的是,回水管为重力式自流管路,所以计算时一定要算准,并留有适当余量,否则就有可能损坏集热器。
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