Расчет установок солнечного горячего водоснабжения

4.1. Все типы установок с дублирующими источниками рассчитываются по данным месяца с наибольшей суммой солнечной радиации за период работы, а системы без дублирующего источника — с наименьшей.

4.2. Площадь солнцепоглощающей поверхности коллекторов установки без дублеров А, м², следует определять по формуле

, (1)

где G — суточный расход горячей воды в системе горячего водоснабжения G, кг, принимается по СНиП 2.04,01—85;

g_j — часовая производительность установки, отнесенная к 1 м² поверхности солнечного коллектора, кг/м²;

j — расчетные часы работы установки.

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

Часовая производительность установки g_j, кг/м², определяется по формуле:

, (2)

где U — приведенный коэффициент теплопотерь солнечного коллектора, Вт/(м²· К), в случае отсутствии паспортных данных может быть принят 8 Вт/(м²· К) для одностекольных коллекторов и 5 Вт/(м²· К)— для двустекольных;t₁, t₂ — температура теплоносителя на входе и на выходе солнечного коллектора, °С.

Температура на входе t₂ определяется по формуле:

t₂ = t_w2 + 5°С,

где t_w2 — требуемая температура горячей воды.

Температура на входе определяется по формуле

t₁ = t_w1 + 5°С,

где t_w1 —температура холодной воды.

В одноконтурных системах t₁ = t_w1 и t₂ = t_w2. Равновесная температура каждого часа t_maxj определяется по формуле

, (3)

где g_qj — приведенная интенсивность поглощенной солнечной радиации, Вт/м², определяется по прил. 3;

t _ej— температура наружного воздуха, °С.

Примечание. При отсутствии в технических характеристиках солнечных коллекторов величины солнцепоглощающей поверхности ее следует принимать равной 0,9—0,95 габаритной площади коллектора.

4.3. Площадь солнцепоглощающей поверхности коллекторов установок с естественной циркуляцией теплоносителя следует определять по формуле (1), а часовую производительность установки g, кг/м², по формуле:

, (4)

В одноконтурных установках температура на входе t, °С,оп-ределяется по формуле

t_1j = t_1,j-1 + 10^-2g_j/V, (5)

где V — удельный объем бака-аккумулятора (объем бака на 1 м² площади солнечного коллектора), принимается равным 0,06 для II, 0,07 —для III и 0,08 м³/м² —для IV климатического района.

В двухконтурных установках температура воды на входе принимается на 5°С выше, определенной по формуле (5).

В первый час работы установки температура на входе принимается равной температуре воды в баке-аккумуляторе.

4.4. При отклонении солнечных коллекторов от южной ориентации до 15° количество поглощенной радиации снижается на 5%, при отклонении до 30° — 10%.

4.5. Площадь солнцепоглощающей поверхности установок с дублером А, м², следует определять по формуле:

, (6)

где g_j— интенсивность падающей солнечной радиации в плоскости коллектора, Вт/м², определяется по прил. 3 в интервале от 8 до 17 ч для солнечных коллекторов южной ориентации. При отклонении от юга к востоку или западу на каждые 15° интервал времени начинается раньше или позже на 1 ч;

h— КПД установки солнечного горячего водоснабжения.

Коэффициент полезного действия установки определяется по формуле:

, (7)

где q — приведенная оптическая характеристика коллектора. При отсутствии паспортных данных может быть принята равной 0,73 для одностекольных коллекторов и 0,63 — для двустекольных;

t_e — средняя дневная температура воздуха °С.

4.6. Если максимальная часовая теплопроизводительность установки солнечного горячего водоснабжения с принудительной циркуляцией выше потребной по графику водоразбора, то в установках необходимо устраивать баки-аккумуляторы. Объем бака-аккумулятора V, м³, должен определяться по суточным графикам подогрева воды в установке и водопотребления, а при их отсутствии в зависимости от климатического района по формуле V = (0,06 — 0,08) А, принимая большее значение для IV климатического района.

4.7. При переменном расходе теплоносителя в теплоприемном контуре и контуре нагреваемой воды подбор насосов производится по максимальной величине расхода. При постоянном расходе теплоносителя его удельный расход должен приниматься в пределах 20—40 кг/м²·ч).

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

4.9. Расчет экономии топлива за счет использования солнечной энергии В, т у.т/год, следует производить по формуле

, (8)

где Q — суммарное количество теплоты Q, Г Дж/год,выработанное установкой солнечного горячего водоснабжения за сезон (год), определяемое по прил.4;

h_пот — КПД замещаемого источника теплоты.