太阳能放置位置包括:(1)、30号楼楼顶(面积约400m2),楼高51m;(2)、后期30号楼前有车棚,顶部可放置,车库楼高2米,(3)、机房屋顶,机房楼高约6米。
三块地方总面积可以满足1000m2的要求。
1.4.4 太阳能辅助热源计算
(1)太阳能资源分析
太阳能资源是用不枯竭的清洁可再生能源,是人类可期待的、最有希望的能源之一。
我国幅员辽阔,有着丰富的太阳能资源,如下是我国太阳能资源分布图:
本项目地点位于山东省、临沂市。
地理坐标为:北纬34°22′,东经117°24′。
根据国家气象中心2001年公布的《中国气象辐射资料全册》公布的数据,具体参数如下:
(2)辅热与补热工作原理介绍
春夏秋补热工作原理
春夏秋三季,关闭阀门V2,V3,开启阀门V1。
运行太阳能循环水泵1,使集水箱内水被太阳能集热器加热。
当集水箱内水温达到65℃后,运行板式换热器一次水泵2和源侧水泵5,对土壤进行补热;当集水箱内水温低于25℃后,停止板式换热器一次水泵2和源侧水泵5,停止补热。
(3)补热定量计算
春夏秋日平均太阳辐射强度为15.759 MJ/m2。
太阳能集热器的平均集热效率,根据经验取值取0.25~0.50,取0.48。
A 太阳能集热板选型
按照民用太阳能设计规范中规定,直接系统集热器总面积按下式计算,在本项目中设太阳能在春夏秋三季内补充地埋部分所需的热量,考虑室外地埋换热器在设计过程中亦考虑了热平衡措施,太阳能补热仅需作为辅助措施,本方案中按总吸热量1084200 kW•h(3903120 MJ)的50%进行配置,则:
A c =Q w f/ (nJ tηcd)
式中:A c——直接式系统集热器采光面积;
Q w——年累计吸热量,MJ;
n ——年累计吸热天数,本方案为120天。
J t——当地集热器采光面上年平均日太阳辐照量,15.759MJ/㎡•d;
f——太阳能保证率,%;根据系统使用期内的太阳辐照、系统经济性及用户要求等因素综合考虑后确定,一般为30%~80%范围内;
ηcd——集热器的年平均集热效率,根据经验取值取0.25~0.50;
根据以上公式计算出太阳能集热器采光面积为:1000㎡。
后期可根据室外地埋换热器的温度场运行情况进行增补。
太阳能集热器采光板将根据现场实际情况进行布置,位置包括30号楼楼顶、30号楼前停车场楼顶及机房楼顶,面积能够满足1000㎡需求。
B 太阳能补热系统辅助设备选型
C春夏秋补热定量计算
板式换热器换热量为535kW,一次侧水泵流量为20 m3/h。
取板式换热器一次侧水温进出口温度为65℃/42℃;板式换热器二次侧水温进出口温度为25℃/40℃,则二次侧循环水泵5流量为30.7m3/h。
一天总集热量为7.56432*106kJ,一天集的总集热量最多可向地下补3.9小时。
(4)补热后土壤热平衡分析
当不进行太阳能辅热和补热时,根据供暖需求,系统需从土壤中年累计吸热量为1084200kW.h(3.9×109kj),土壤降温为-1.25℃,从而导致土壤热平衡失调。
采用太阳能进行冬季辅热、春夏秋补热时计算结果如下:
春夏秋补热量为:245×7.56432×106kJ=1.85×109kJ
经过春夏秋补热后,供暖系统每年仍需从地下吸热量为:3.9×109kJ-1.85×109kJ=2.05×109kJ。
土壤升温计算:
66.0855000
43.215001029
-.05-=⨯⨯⨯==cV Q t ρ℃ 式中:Q —地埋管吸热量,kJ ;
ρ —土壤密度,kg/m 3;
c —热容,kj/(kg.℃);
V —埋管体积,m 3。
补热后土壤热平衡如下表:。