太阳能热水器的产水量计算.pdf
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1、 ( 一) 太阳能热水器的能量平衡方程 太阳能热水器实际吸收到的太阳辐射能一部分用来加热水,另一部分用于加热集 热器、水箱、管路等其他部分,以及支付系统各部分的热损失。根据能量平衡理 论,太阳能热水器的能量平衡方程可表达为 QA=QU+QL+QS 式中 QA每天每平方米太阳能热水器吸热表面吸收的太阳辐射,kJ 或 kcal QU每天每平方米太阳能热水器中工作流体获得的热量,又称有效得热,kJ 或 kcal QL每天每平方米太阳能热水器通过辐射、对流和传导散失到周围环境的热量, 又称热损失, kJ 或 kcal QS太阳能热水器贮存的能量,kJ 或 kcal 上式 QA=(ta)HT QU=MC
2、p(te-ti) 或 M=QU/Cp(te-ti) QL=UL(Te-Ta)Dt QS= SCcDT 其中 HT单位面积集热器倾斜面太阳辐射日总量 kJ/ m 2 或 kcal/m 2 (ta) 透过吸收率乘积 % te、ti、ta热水器终止水温、初始水温和环境温度 M 单位面积太阳能热水器的产水量kg/ m 2 Cp水定压比热kJ/kg 或 kcal/kg UL太阳能热水器总热损系数W/m 2 或 kcal/ m2h Dt集热器吸收辐射的累计时间s Cc单位面积太阳能热水器各部分的热容 kJ/ m 2 Tf热水器的平均温度 DT 太阳能热水器各部分的温升 t 时间 s 各月代表日的选择 计算
3、各月太阳辐射日总量月平均值,按中央气象局有关专家推荐, 按下表选择各 月代表日以简化计算。 表 1 各月代表日选择表 月份日期太阳赤纬序日 1 17 -20.84 17 2 14 -13.32 45 3 15 -2.40 74 4 15 9.46 105 5 15 18.78 135 6 10 23.04 161 7 18 21.11 199 8 18 12.28 230 9 18 1.97 261 10 19 -9.84 292 11 18 -19.02 322 12 13 23.12 347 ( 三) 珠海市的太阳辐射资源和气象条件 根据广东省气象局提供的历年统计数据,把珠海地区的气象条件
4、列如表2 供分析 参考, 表 2 珠海 2012 各月及全年太阳辐射及气象资料 月 份 日照时 数小时 日照 百分 率 平 均 风 速 m/s 极端 最高 气 温 极端 最低 气 温 平均 气 温 相 对 湿 度% 总辐射 kJ/ 直接辐射 kJ/ 散射辐射 kJ/ 自来 水 温 月 平 均 日平 均 月平 均 日平 均 月平 均 日平 均 1 138.6 52.8 2.3 27.9 0.1 13.3 69 9967 5128 15000 4839 151 2 87.7 29.6 2.2 28.6 0.0 14.4 78 8866 95180 3400 5466 3 79.9 22.2 2.1
5、 31.0 3.3 17.9 83 9432 99470 3208 6224 4 89.4 24.3 2.0 33.0 7.7 21.9 84 10091 81690 2723 7367 5 144.3 36.3 2.0 36.0 14.7 25.9 85 13014 4688 8326 6 156.2 38.7 1.8 36.6 18.9 27.2 86 13338 4803 11533 7 231.0 56.1 1.9 37.5 21.6 28.4 84 15547 7211 8336 8 210.1 53.7 1.8 38.7 21.1 28.1 83 15175 7186 8013 9
6、 196.7 53.6 2.0 37.6 15.5 26.9 80 14558 7005 7554 10 210.5 59.2 2.0 33.6 11.3 23.4 72 14066 7735 6331 11 192.5 57.5 2.3 32.4 5.3 19.4 69 12438 7084 5354 12 170.1 49.8 2.3 29.6 1.8 15.2 68 10429 5597 4844 全 年 平 均 1906.0 44.3 2.1 38.7 0.0 21.9 78 年 累 计 12268 年累 计 54870 年累 计 6781 根据上述计算公式,按照珠海海地区=23 0、
7、S=330,并按表 1 和表 2 提供的有 关数据,可计算珠海地区倾斜面上各月太阳总辐射日总量月平均值,因为珠海地 区太阳能热水器的使用季节以冬半年为主,故只列出广州地区9、10、11、12、 1、2 月的的计算结果如下表: 表 3 月份水平总辐 射kJ/ 水平直 射辐射 kJ/ 水平散 射辐射 kJ/ 33 0 倾斜 面总辐射 kJ/ 9 14558.5 7004.8 7553.7 1.0360 0.9916 14436.0 10 14066.5 7734.7 6331.5 1.2580 1.0207 14357.5 11 12438.4 7083.8 5344.2 1.4738 1.251
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