Приближенный расчет систем солнечного теплоснабжения 1

Для гелиосистем отопления пользоваться графиком на рис. 69, б следует только на месячной основе. С помощью этих зависимостей можно определить годовое значение fгод при заданной площади поверхности КСЭ А, или наоборот - площадь поверхности КСЭ А, обеспечивающую заданное значение fгод. Последовательность решения первой задачи: для расчетного периода (год, сезон, месяц) определяются значения Qн и Ек, рассчитывается параметр θ и графически определяется f. Затем рассчитываются годовые (месячные) количества энергии, даваемой солнечной установкой и дополнительным источником энергии:

Рис. 69. График для приближенного расчета активных систем горячего водоснабжения (а) и отопления (б)

Рис. 69. График для приближенного расчета активных систем горячего водоснабжения (а) и отопления (б)

Обратная задача - определение площади поверхности КСЭ, требуемой для обеспечения заданной доли f,- также может быть решена с помощью этого весьма приближенного метода:

Пример 8. Рассчитать солнечную водонагревательную установку круглогодичного действия в г. Кишиневе (φ = 47° с. ш.). Суточное потребление горячей воды Vг.в = 5 м3/день, температура горячей воды 45 °С, а холодной 15 °С. Годовая доля солнечной энергии в покрытии тепловой нагрузки f = 0,5. Найти площадь поверхности КСЭ А, объем аккумулятора V и годовую экономию топлива В при ηтг = 0,6. Годовая тепловая нагрузка:

Годовой приход солнечной энергии на горизонтальную поверхность (по таблице): Е = 4,72 ГДж/м2. Коэффициент пересчета солнечной радиации R = 1.1, и, следовательно, годовой поток солнечной энергии на плоскость КСЭ Eк = RE = 5,2 ГДж/м2. По рис. 69, а находим θ = 0,843.

Площадь поверхности КСЭ А = 0,843 ∙ 268 : 5,2 = 43,5 м2. Объем водяного аккумулятора теплоты V = 0,07А = 3,05 м3. Годовая экономия топлива с теплотой сгорания Qг = 29,33 МДж/кг.

Номограмма для определения площади поверхности солнечного коллектора А и объема бака-аккумулятора V установки горячего водоснабжения показана на рис. 70. Исходными данными для расчета служат: число жителей N, норма суточного расхода горячей воды а (л/чел), степень замещения тепловой нагрузки горячего водоснабжения f (среднегодовое значение - от 0,3 до 0,7 и сезонное - 1 для установок, эксплуатируемых с апреля по сентябрь или с мая по август включительно) и годовое количество поступающей солнечной энергии Е (кВт∙ч/м2). В установке используется стандартный солнечный коллектор с двухслойным остеклением, имеющий оптимальный угол наклона к горизонту (на 10° меньше широты местности) и южную ориентацию. По номограмме в соответствии со стрелками определяются площадь коллектора А и объем бака-аккумулятора горячей воды V.