4.3 Расчет горячего водоснабжения

4.3.1 Расчет нагрузки горячего водоснабжения

Нагрузку горячего водоснабжения определяем по формуле /9/ :

 (4.5.)

где N – число дней месяца,

n – число жильцов,

Тср - средняя температура горячей воды – 550 С,

Тхол – температура холодной воды, для зимних месяцев – 50 С, для летних – 150 С, осенью и весной – 100 С.

 - плотность воды – 1 кг/л.

Ср – теплоемкость – 4190 Дж/кг*К.

Данные нагрузки горячего водоснабжения по месяцам сводим в таблицу 4.3.

Таблица 4.3 Нагрузка горячего водоснабжения

4.3.2 Расчет теплопроизводительности солнечного коллектора(СК)

Количество теплоты, поступающей из теплоприемника на 1 м2 солнечного коллектора определяем по формуле:

 (4.6.)

где Qпол – полезная тепловая мощность СК, Вт/м2,

 - плотность потока суммарной солнечной радиации в плоскости коллектора, Вт/м2.

 - пропускательная способность прозрачной изоляции;

- поглощательная способность панели коллектора;

UL – общий коэффициент тепловых потерь, Вт/(м2 *К );

ТТ – средняя температура теплоносителя в коллекторе;

Та – температура окружающего воздуха, К.

 - коэффициент эффективности поглощающей панели, учитывающий то обстоятельство, что средняя температура панели всегда выше средней температуры жидкости.

Расчет ведется для СК марки СК-1, со следующими характеристиками: F'R = 0,94, UL = 4,12 Вт/м2 * К,  = 1,08.

Расчетные данные сведены таблицу 4.4..

Таблица 4.4 Помесячное количество теплоты, поступающее из теплоприемника, на 1 м2 СК,

4.3.3 Расчет доли нагрузки горячего водоснабжения, обеспечиваемой за счет солнечной энергии

Доля полной месячной тепловой нагрузки обеспечиваемой за счет солнечной энергии f – есть функция безразмерных комплексов Х и У.

Эти комплексы рассчитываем для всех месяцев года при заданном значении площади коллектора /9/.

Уравнение запишем в виде:

 (4.7)

 (4.8)

где F'R – коэффициент эффективности отвода тепла, F'R = 0,94

U L – полный коэффициент теплопотерь СК, V = 4,12

F'R/FR – поправочный коэффициент, учитывающий влияние

теплообменника, F'R/FR = 0,97.

Тср – среднемесячная температура наружного воздуха (Табл.4.5.)

Dt – число секунд в месяце (Табл. 4.5)

L – нагрузка горячего водоснабжения (Табл. 4.5)

F'R·(t )n – произведение коэффициента эффективности отвода тепла и приведенной поглощающей способности, F'R·(t )n = 0,97

ta /(ta)n – оптическая характеристика (Табл. 4.5)

 – среднемесячный дневной приход солнечной радиации для угла 50° (Табл.4.5)

Таблица 4.5 Данные для определения доли нагрузки горячего водоснабжения

I.

I.

Для сравнения долю месячной нагрузки определяем для СК площадью S=10 м2 и S=20 м2 из выражения:

 (4.9.)

Результаты расчетов сведены в таблицу 4.6.

Таблица 4.6 Доли нагрузок горячего водоснабжения, обеспечиваемые за счет солнечной энергии (ориентация – юго-запад , угол 50°)

Определяем процентное замещение годовой нагрузки для площадей 10 м2 и 20 м2.

 (4.10)

В нашем случае при отсутствии традиционного горячего водоснабжения дома достаточно коллекторов с площадью А = 10м2.

4.3.4 Расчет объема бака-аккумулятора

Объем бака-аккумулятора определяем из соотношения /18/:

V = 0,09·А, м3 (4.11)

где А = 10м2

V = 0,09·10=0,9м3, принимаем V = 1м3.

4.3.5 Коэффициент полезного действия установки

При расчете ССГВС одной из существенных характеристик является ее КПД, которое определяется по формуле /18/:

 (4.12)

где , q – приведенная оптическая характеристика коллектора, q = 0,

v – приведенный коэффициент теплорасхода СК, v=5Вт/м2·К

t1 и t2 – температура теплоносителей на входе и выходе из СК, ºС

t1 = tx+5=8+5=13°C

t2 = tг+5=55+5=60°С

Ен – средняя дневная температура наружного воздуха, ºС

QП – табл. 4.4, Вт·ч

А = 10м2

Анализируя расчетные данные установки видим, что наиболее эффективными месяцами эксплуатации являются апрель, май, июнь, июль, август, сентябрь, октябрь.

4.3.6 Проверка правильности выбора площади СК

Потребную площадь коллекторов выбираем по ясному дню самого тёплого месяца года (июль) /18/:

А = N / n ; м2 (4.13)

где, N - суточный расход горячей воды, л.; N = 720 л../29/

n – суточная производительность 1 м2 С.К.

n = QП / m·c·(t гор – tхол ) ; л / м2 ·день. (4.14) /18/

где, QП – количество полезного тепла, вырабатываемого коллектором, кВт·ч/м2·сут.; Qп = 3,45 кВт·ч / м2·сут.;

m – удельный вес воды, кг/л.; m = 1 кг/л..;

с – теплоёмкость воды, кВт·ч / м2·оС.; с = 0,001 кВт·ч / м2·оС.;

tгор и tхол –соответственно температура горячей и холодной воды,оС.;

tгор = 55 оС и tхол = 8 оС.

n = 3,45 / 1·0,001· (55-8) = 73,4 л / м2·день.

Потребная площадь СК;

А = 720 / 73,4 = 9,8 м2.

В итоге предлагается внедрить гелиоустановку со следующими параметрами:

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10