kh—小时变化系数,kh=5.12 Qh=71951(W) (2) 设计小时热水量
式中:qrh—设计小时热水量(L/h) h—设计小时耗热量(W)
tr—设计热水温度(℃),tr=55(℃) tL—设计冷水温度(℃),tL=10(℃) r—热水密度(kg/L),r=0.986(kg/L) qrh=1394.32(L/h)
(3) 全日供应热水系统的热水循环流量 式中:qx—全日供应热水的循环流量(L/h) Qs—配水管道的热损失(W),取设计耗热量的5% △t—配水管道的热水温度差(℃),取5℃ qx= 615.6(L/h)
(4) 热水供水管的设计秒流量q(L/s)
计算最大用水时卫生器具给水当量平均出流概率 式中:Uo—生活给水管道的最大用水时卫生器具给水当量 平均出流概率(%)
qr—最高热水用水定额 m—每户用水人数 kh—热水小时变化系数
Ng—每户设置的卫生器具给水当量数 T—用水时数(h)
0.2— 一个卫生器具,给水当量的额定流量(L/s) Uo=0.012%
查《建筑给水排水设计规范》(GB50015-2003)得系统热水供水管的设计秒流量为q=2.51(L/s)。
4.2.3 设备选取 (1) 蓄水箱
对于太阳能热水系统,由于受自然条件(太阳辐射一天之内随时间变化)的限制,太阳能集热系统,不可能全天24小时满足设计小时用水量(qrh)的要求。为满足使用要求,根据实际情况,
考虑蓄热水箱水量、太阳能集热板的功率和用户用水量之间的关系,设计水箱容量为4.5个最大小时用水量(qrh),则必能满足用水量的要求。
水箱的有效容积vk=4.5 qrh≈6.5m3。 (2) 太阳能系统水泵选择: 1) P1泵(太阳能集热系统给水泵)
P1泵的流量即为系统设计热水量qrh=1394.32(L/h) 扬程考虑到位置高度,沿程损失,局部损失以及配水最不利点所需的流出水头,取qrh=0.25(MPa)
2) 热水系统循环泵 循环流量Qx=615.6(L/h)
水泵扬程,仅考虑循环水量通过配水管,回水管的水头损失,计算得:
Hb=0.10(MPa) 3) 系统给水变频泵组: 给水系统采用变频装置:
流量为热水供水管的设计秒流量q=2.51(L/s)
扬程H=0.28(MPa) (3) 容积式热交换器 1) 加热面积
容积式热交换器按系统最不利工况,即太阳能系统不工作时的条件确定。
式中:F-水加热器的加热面积(m2)
Qz-制备热水所需的热量,即设计小时耗热量Qh(W) K-传热系统数(W/m2·℃)取K=1500(W/m2·℃) ε-由于水垢和热媒分布不均匀影响传热效率的系数,取ε=0.8
△tj-热媒与加热水的计算温度差(℃) =
tmc、tmz-热媒的初温和终温 tc、tz-被加热水的初温和终温
cr-热水供应系统的热损失系数,取cr=1.15 Fjr=1.84m2
2)贮水容积
容积式热交换器贮存保证系统用户45min设计小时耗热量,即
3) 热媒耗量 式中:Q-热媒耗量
C-热水的比热,C=4187(j/kg·℃) Tmz、Tmc热媒的初温、终温 G=0.79(kg/s)
4.3 太阳能集热板面积的确定
1) 方案一:按厂家提供的集热板产水量(春秋季产水量80L/m2·d)计算。
考虑降低初投资的因素,选择集热板的面积时,其设计人均水量按75L/人·d标准,剩下不足部分由辅助热源满足。所以集热板日产水量应为4.5个最大小时热水用量(qrh)的75%计,即4.5qrh×0.75=4705 L/d。需太阳能集热板的面积58.8m2,平板太阳能集热器(1.0m×2.0m×0.08m)的单板为2.0m2,故需太阳能集热板30片。
2) 按《太阳热水系统设计、安装及工程验收技术规范》
太阳能热水系统建筑一体化的实践与思考
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