有很多人跟我说,胡总,你帮我看看,我家这个房子能用太阳能供暖吗?该如何设计?该如何安装?我不甚其烦,不回答吧,不好意思,回答吧,没那么多时间,因为太阳能供暖是一项非常复杂的系统工程,所有数据都得经过计算,稍有不慎,就有可能使太阳能供暖的效果大大折扣。我没有最强大脑,可以记住各个地方的相关数据,所以设计一套户用太阳能供暖往往要花费我几个小时甚至一天的时间,于是我想了个办法——收费设计,以减少设计量,只是这个办法与我上网的初衷背道而驰。为了让更多的人掌握太阳能供暖的设计及安装,更好的推动太阳能光热事业的发展,为了国家的节能减排,亦为了让农民能花更少的钱解决冬季取暖的问题,我决定将自己关于太阳能供暖的一些设计方法公之于众,供大家参考,不足之处,还望各位同仁指正。
可用来供暖的太阳能集热器有很多种,为了压缩篇幅,下面我就以背流式平板集热器为标准为大家详解一下太阳能供暖的设计,其它类型的集热器可代入相应数据进行计算。
一、计算房屋的采暖热负荷
我们在设计太阳能供暖时,一定要先计算出房屋的采暖热负荷。因为太阳光具有不确定性,所以计算采暖热负荷时,不能减去建筑太阳辐射得热量。人体和室内照明及电器设备一散热量一般较小,可不纳入计算。
房屋采暖基本耗热量=传热系数*传热面积*室内外温差
不同的围护结构的传热系数亦不相同,大家可通过查表的方法知道各种围护结构的传热系数,一所房屋的传热面有6个,即四周围墙与屋顶和地面,在计算传热面积时,天窗与门窗面积应根据材质及构造按照对应的传热系数计算,不能笼统的纳入墙或顶面积计算,室外计算温度可套入当地集中供暖计算室外温度,室内温度为本供暖建筑的设计供暖温度。
二、计算所需安装的集热器面积
要计算一所建筑需安装多大面积的太阳能集热器才能满足基本供暖需求,光知道房屋的热负荷还不行,我们还必须知道当地供暖季的斜面太阳辐射量总量(一般地级市的数据网上都能查的到),以及所安装的集热器的集热效率。
假设某地200平方米的自建房我们计算的24小时采暖热负荷为100kwh,查阅资料得知当地冬季平均斜面太阳辐射量为3.5KW/平方米/天,已知平板集热器的集热效率为62%,背流式平板集热器理论上高于这一数值,但该产品没有冬季供暖数据,暂按平板集热器的集热效率计算,则该建筑需安装该款集热器46平方米。计算公式为:集热器安装面积=日采暖总热负荷÷采暖季日斜面太阳辐射量÷集热器集热效率
细心的朋友会发现,上述计算中,我没有计算系统热损失,这么说吧,采暖季日斜面太阳辐射量本来就是一个平均数值,在晴天,这一数值明显偏小,这么多的集热器肯定能满足建筑物24小时的热负荷。在阴天,太阳辐射量要小很多,系统是排空系统,加之背流式集热器的特殊构造,热损远小于普通平板集热器,计算热损意义不大,反正不足热量要靠辅助热源提供,而且热损的计算十分复杂,所有的计算都没有实践来的更为准确。(未完待续)
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