太阳能换热设备选型及设计计算
(完整版)太阳能热水工程设计计算书模板
某太阳能热水工程设计一、设计范围二、计算参数（一）设计用水定额、用水单位数（二）冷、热水设计温度（三）气象参数三、计算内容（一）热水系统负荷计算1、系统日耗热量()86400r r L d q c t t m Q ρ-=式中：d Q ——日耗热量，W ； r q ——热水用水定额，L/(人·d)或L/(b ·d);c ——水的比热容，J/(kg ·℃);ρ——热水密度，kg/L;r t ——热水温度，℃；L t ——冷水温度，℃；m ——用水计算单位数，人数或床位数。
2、系统设计日用水量rd r q q m =式中：rd q ——设计日用水量，L/d;r q ——热水用水定额，L/(人·d)或L/(b ·d);m ——用水计算单位数，人数或床位数。
3、系统平均日用水量w ar Q q m =式中：w Q ——日平均用热水量，L/d;ar q ——日平均用水定额，L/(人·d)；m ——用水计算单位数，人数或床位数。
4、设计小时耗热量()86400r r L h h mq c t t Q K ρ-= 式中：h Q ——设计小时耗热量，W ；m ——用水计算单位数，人数或床位数；r q ——热水用水定额，L/(人·d)或L/(b ·d);c ——水的比热容，J/(kg ·℃);ρ——热水密度，kg/L;r t ——热水温度，℃；L t ——冷水温度，℃；h K ——小时变化系数。
（二）集热器方位太阳能集热器宜朝向正南，或南偏东、偏西30°的朝向范围内设置，太阳集热器的倾角可选择在当地纬度±10°的范围内。
（三）日照间距S某一时刻太阳能集热器不被前方障碍物遮挡阳光的日照间距应按下式计算：0coth cos D H γ=⨯⨯式中：D ——日照间距， m ；H ——前方障碍物的高度， m ；h ——计算时刻的太阳高度角，°；0γ——计算时刻太阳光线在水平面上的投影线与集热器表面法线在水平面上的投影线之间的夹角，°。
太阳能供热采暖系统计算说明
1太阳能供热采暖系统综述太阳能供热采暖系统将太阳能转化成热能，供应冬季采暖和全年生活热水。
系统主要由集热系统、换热储热系统、辅助能源和控制系统等4大部分组成。
1.1集热系统根据使用区域和用户投资规模不同，使用相应的太阳能集热器组成集热系统。
包括全玻璃真空管集热器、平板集热器、玻璃金属集热器（玻璃金属u 型管集热器、玻璃金属热管集热器）等，集热系统可以采用直接系统间接系统。
长期运行过程中既要考虑太阳能集热系统的越冬保护问题，又要考虑集热器夏天过热问题。
直接式系统既可以采用回流式排空防冻措施也可以采用电伴热或热循环防冻措施；由于间接式系统一般采用低冰点高沸点介质做导热液，因此不存在冬季越冬保护问题，但其夏季过热是主要问题。
1.2换热储热系统目前常用的太阳能采暖系统中多以热水显热的形式来完成供热和储热，随着技术的进步逐渐有以相变潜热供热的太阳能供热采暖系统面世。
集热系统种类不同，换热设备和储热系统都不同，直接式系统把水作为集热的热媒和采暖供热的热媒；间接式系统一般用换能液（低冰点高沸点介质）通过换热器把集热器产生的热量储存到储热系统中；换热器可以是内置式也可以是外置式。
储热水箱的容积和太阳能采暖保证率有关，所以同样集热面积的太阳能采暖系统，储热水箱容积可能不同，太阳能保证率越大，储热水箱的容积越大。
1.3用热系统太阳能采暖系统用热包括两部分：采暖用热、生活热水用热。
生活热水要求水质新鲜、富含氧气、温度合适、带有一定压力、清洁、无病菌、无异味，因此不能和采暖系统共用一套水源，采用双水箱系统、单水箱加换热器系统。
对采暖系统来讲，末端散热器主要用热设备，通过热传导、辐射、对流把热量散发出来，让居室的气温得到提升。
太阳能辅助采暖系统可以在地板底下敷设加热管、普通金属散热器、风机盘管散热器等多种形式末端散热器。
目前市场上销售的采暖散热器从材质上分为铜管铝翅对流散热器、钢制散热器、铝制散热器、铜制散热器、不锈钢散热器、铜铝复合散热器以及老式铸铁散热器等。
太阳能热水系统设计计算
太阳能热水系统设计计算1.最大日用水量Q rd=q*m=60*3.5*25=5250 L/dq：热水用水定额（L/人*d），住宅取60（L/人*d）m：用水计算单位数（人）2.太阳能集热板面积（建筑给排水设计规范P105）=62.75m2，取63 m2式中：Q rd：最大日用水量，5250 L/dC：水的比热，4.187（KJ/Kg•℃):热水的密度，0.9833Kg/m3t r：热水的温度，60℃t l：冷水的温度，15℃f：太阳能保证率，40%J t：年平均日太阳辐射量，三亚=15500（KJ/ m2）：集热器年平均集热效率，50%：贮水箱和管路的热损失率，20%3.集热循环水箱有效容积（建筑给排水设计规范P106），取4m3q rjd：集热器单位采光面积平均每日产热水量（L/ m2•d），直接加热系统q rjd=40-100（L/ m2•d），取60（L/ m2•d）A j：集热器总面积m2,63 m24.内循环流量q gz：单位采光面积集热器对应的工质流量（L/ s•m2），取0.020（L/ s•m2）5.内循环泵扬程1+1+1+4=7mh jx：集热系统循环管道的沿程与局部水头损失，取1.0mh j：循环流量流经集热器的阻力损失，取1.0mh z：集热器顶与贮热水箱最低水位之间的几何高差，取1.0mh f：附加压力，取4.0m6.集中供热热水系统设计小时耗热量计算=194531kJ/h式中K h：小时变化系数，取4.8q r：热水用水定额（L/人*d），住宅取60（L/人*d）m：用水计算单位数（人）C：水的比热，4.187（KJ/Kg•℃):热水的密度，0.9833Kg/m3t r：热水的温度，60℃t l：冷水的温度，15℃T：每日使用时间，24h7.设计小时热水量计算=1050 L/h Q h:设计小时耗热量，194531kJ/ht r：热水的温度，60℃t l：冷水的温度，15℃C：水的比热，4.187（KJ/Kg•℃):热水的密度，0.9833Kg/m38.全日热水供应系统的热水循环流量计算=236.3L/h=0.066L/s Q s：配水管道的热损失（kJ/h），单体建筑可取3%-5%Q h：配水管道的热水温度差（℃），单体建筑可取5-10℃9.全日热水供应系统的热水循环泵扬程计算=1.48+0.63=2.1m，取2mh p：循环水量通过配水管网的水头损失，1.48mh x：循环水量通过回水管网的水头损失，0.63m[此文档可自行编辑修改，如有侵权请告知删除，感谢您的支持，我们会努力把内容做得更好]。
太阳能热水设计方法及计算方式
太阳能热水设计方法及计算方式1.需求分析2.系统类型根据实际需求和系统设计的复杂性，可以选择不同类型的太阳能热水系统，包括直接循环系统、间接循环系统和辅助加热系统等。
选择适当的系统类型需要综合考虑能源利用效率、系统构架和成本等因素。
3.太阳能热水器选择根据用户需求和实际应用情况，选择合适的太阳能热水器。
太阳能热水器通常分为平板式太阳能热水器和真空管式太阳能热水器两种。
平板式太阳能热水器适用于较大的热水需求，而真空管式太阳能热水器适用于中小型热水需求。
4.供热系统设计根据热水需求和太阳能热水器的特性，设计合理的供热系统。
供热系统包括水箱、热交换器、管路和控制系统等组成部分。
根据实际情况，选择合适的容量和材料，以确保系统的性能和可靠性。
5.热水质量计算根据用户需求和太阳能热水系统的特性，计算热水的质量。
通过测算总能量需求和太阳能系统的能量输送效率，可以确定太阳能组件和辅助加热设备的尺寸和功率等参数。
6.热水储存计算根据用户需求和太阳能热水系统的特性，计算热水的储存容量。
通过考虑每天的热水使用量和补偿天数等因素，可以确定储存水箱的容量。
7.辅助加热计算根据用户需求和太阳能系统的特性，计算辅助加热设备的功率和使用时间等参数。
辅助加热设备通常用于补充太阳能热水器在无太阳辐射或能量不足时的供热需求。
1.能量需求计算根据用户需求和实际应用情况，计算每天的热水使用量和温度。
可以根据洗浴时间、水流量和水温等参数进行计算。
2.太阳能组件计算根据热水需求和太阳能热水器的特性，计算太阳能组件的尺寸和数量等参数。
需要考虑太阳辐射的变化和季节性因素。
3.辅助加热设备计算根据实际情况和需求，计算辅助加热设备的功率和使用时间等参数。
辅助加热设备通常用于补充太阳能热水器在无太阳辐射或能量不足时的供热需求。
4.储存水箱计算根据每天的热水使用量和补偿天数等因素，计算储存水箱的容量。
需要充分考虑用户需求和系统性能。
以上是太阳能热水设计方法及计算方式的简要介绍。
太阳能热水系统设计与设备选用样本
4.2系统设计与设备选用4.2.1集热器安装布置：1. 集热器安装倾角（集热器与水平夹角）宜等于本地纬度；如系统侧重在夏季使用，其安装倾角等于本地纬度减10度；如系统侧重在冬天使用，其安装倾角等于本地纬度加10度。
当采用水平热管集热器时，安装倾角可觉得0度。
2. 集热器安装方位（集热器采光面法线）宜朝向正南或南偏东、偏西30度朝向范畴内设立。
3. 集热器不适当安装在受建筑自身及周边设施和绿化树木遮挡部位，且宜满足不少于4h 日照时数规定。
4. 集热器不应跨越建筑变形缝设立。
5. 应依照集热器形式、安装面积、尺寸大小进行细部设计，拟定其在建筑上安装位置和安装方式（如一体式、叠合式、支架式等）。
6. 集热器与遮光物或先后排最小距离按式4.2.1计算： D=H ·cot s α·cos o γ （4.2.1） 式中 D ——集热器与遮光物或集热器先后排间最小距离（m ）; H ——遮光物最高点与集热器最低点垂直距离（m ）;s α——太阳高角度。
全年运营系统，宜选本地春分、秋分日9：00或15：00太阳高度角;重要在春、夏、秋三季运营系统，宜选本地春分、秋分日8：.00或16：00太阳高度角；重要在冬季运营系统，宜选本地冬至日10：00或14：00太阳高度角；o γ——计算时刻太阳光线在水平上投影线与集热器表面法线在水平面上投影线之间夹角度。
7．集热器可通过并联、串联和串并联等方式连接成集热器组，并应符合下列规定： 1）集热器组中集热器连接尽量采用并联，串联集热器数目应尽量少。
2）对于自然循环系统，集热器组中集热器连接宜采用并联。
平板集热器每排并联数目不适当超过16块。
3）全玻璃真空管东西向放置集热器，在同一斜面上多层布置时，串联集热器不适当超过3块（每块集热器联箱长度不不不大于2m）。
4）对于自然循环系统，每个系统所有集热器数目不适当超过24块。
大面积自然循环系统，可以提成若干个子系统，每个子系统中集热器数目不适当超过24块。
太阳能供热(采暖)换热站主要参数计算一例
太阳能供热(采暖)换热站主要参数计算一例1. 引言太阳能供热是一种清洁、可再生能源的利用方式，可以为用户提供热水和供暖。
在太阳能供热系统中，换热站扮演着至关重要的角色，它能够调节能量的传输和分配，确保系统的正常运行。
本文将以某太阳能供热(采暖)换热站为例，介绍主要参数的计算方法。
2. 参数计算方法2.1 系统总热量的计算太阳能供热系统的总热量取决于太阳能收集器的面积、太阳能收集器的效率、收集到的太阳能的辐射量等因素。
该换热站的太阳能收集器面积为100平方米，效率为80%。
假设一天的辐射量为20MJ/m^2，根据下式计算换热站的总热量：总热量 = 太阳能收集器面积 * 太阳能收集器效率 * 辐射量总热量 = 100平方米 * 0.8 * 20MJ/m^2总热量 = 1600MJ2.2 换热站用热器费用的计算换热站的用热器费用是指通过热器将系统热量传递给用户的过程中的能量损失。
假设该换热站的用热器费用为10%。
根据总热量和用热器费用的关系，可以计算用热器的能量损失：用热器费用 = 总热量 * 用热器费用用热器费用 = 1600MJ * 10%用热器费用 = 160MJ2.3 换热站供暖面积的计算换热站的供暖面积是指该站点能够为用户提供供暖的面积。
假设每平方米的供暖面积需要消耗10MJ的热量，换热站供暖面积可以通过以下公式计算：供暖面积 = 总热量 / 单位面积所需热量供暖面积 = 1600MJ / 10MJ供暖面积 = 160平方米2.4 其他参数的计算除了上述主要参数外，还可以根据具体情况计算其他重要的参数，例如：热水温度、供暖效果等。
这些参数的计算可以根据具体的需求和系统的特点进行。
3. 结论本文以某太阳能供热(采暖)换热站为例，介绍了主要参数的计算方法。
通过计算太阳能收集器的面积、效率以及日辐射量等因素，可以得出换热站的总热量。
同时，通过考虑用热器费用以及热量消耗与供暖面积的关系，还可以计算出相应的参数。
太阳能热水系统的常用换热设备
换热设备一、换热设备简介换热器是这样一种设备，温度不同的两种流体（气体或者液体）在换热器内流过时，为了防止它们之间的彼此混杂而用固体壁隔开，这样从进口到出口热量从热流体传至冷流体，热流体将被冷却，而冷流体将被加热。
适用于不同介质、不同工况、不同温度、不同压力的换热器，结构型式也不同，换热器按换热器的结构可分为：浮头式换热器、固定管板式换热器、U形管板换热器、板式换热器等。
换热器通常用在间接太阳能系统和辅助能源加热设备与太阳能系统辅助加热的系统中。
在太阳能热水系统，尤其是间接式系统中应用最多是板式换热器。
半容积式换热器（左）和板式换热器（右）二、换热设备的选择注意事项1、太阳能集热器收集的热量，可直接加热贮热水箱中的水；也可通过热交换器间接加热贮热水箱中的水。
根据太阳能热水系统按生活热水与集热器内传热工质的关系可分为下列两种系统：直接系统和间接系统。
间接太阳能热水系统的热交换器应根据水质硬度、冷热水系统压力平衡、系统形式及大小等条件，经技术经济比较后进行选择。
1)水质总硬度大于150㎎/L（以CaCO3计），冷热水压力平衡要求较高的系统宜选择半容积式、导流型容积式水加热器。
2)水质总硬度小于150㎎/L（以CaCO3计），且冷热水压力平衡要求较低的系统可选择快速式或半即热式水加热器。
总之，采用热交换器间接加热生活热水的系统适用于原水水质易于在集热器盘管或流道中结垢的高硬度水，同时适用于暴露在室外的集热器具有较高防冻要求的场合。
2、在利用热交换器间接加热的太阳能热水系统中，热交换器换热不应明显降低集热器效率。
当集热器的太阳能收益达到可能的最大值时，热交换器导致的集热器效率降低不应超过10%。
3、换热器选择时一定要跟连接的管路管径相匹配，一般应使管路的管径小于换热器管束的直径。
4、换热器选择时要明确换热器的阻力特性，以便在以后的动力设备选型时准确计算管路阻力损失。
一般都要乘以1.2的系数。
5、换热器的流速不宜过大，以使换热充分。
板式换热器选型计算书
板式换热器选型计算书板式换热器选型计算2、选型公式热负荷计算公式为Q=cmΔt，其中Q表示热负荷（kcal/h），c表示介质比热（Kcal/ Kg.℃），m表示介质质量流量（Kg/h），Δt表示介质进出口温差（℃）。
水的比热为1.0 ___℃。
换热面积计算公式为A=Q/K.Δt，其中A表示换热面积（m2），K表示传热系数（Kcal/ m2.℃），Δt表示对数平均温差。
板间流速计算公式为V=q/ASn(T2’T1’)/(T2-T1)，其中V表示板间流速（m/s），q表示体积流量，A和___表示单通道截面积，n表示流道数。
3、选型实例一（水－水）假设需要将水从20℃加热到70℃，流量为10m3/h。
根据公式Q=cmΔt，可以计算出热负荷Q=1.0×10^3×(70-20)×10=5×10^5kcal/h。
根据公式K=175，Δt=50，可以计算出换热面积A=5×10^5/175×50=114.3m2.根据公式V=q/ASn(T2’T1’)/(T2-T1)，可以计算出板间流速V=10×10^3/114.3×2×(70-20)/(70-20)=0.48m/s。
因此，可以选择BR0.5型号的板式换热器。
4、选型实例二（汽－水）假设需要将汽水混合物从100℃冷却至50℃，流量为10m3/h。
根据公式Q=cmΔt，可以计算出热负荷Q=0.5×10^3×(100-50)×10=2.5×10^5kcal/h。
根据公式K=1300，Δt=50，可以计算出换热面积A=2.5×10^5/1300×50=38.5m2.根据公式V=q/ASn(T2’T1’)/(T2-T1)，可以计算出板间流速V=10×10^3/38.5×2×(100-50)/(100-50)=1.04m/s。
太阳能集热器工程数据设计方案
太阳能集热器工程数据设计方案一、用水总量确定：淋浴每人每次用水量60升计算，5吨热水最多能满足80人（60*80=4800升）洗浴。
注：一吨=1000升使用浴缸者再加180升二、集热面积确定：太阳能集热器的最大热水产出量，受太阳日照强度的约束，系统每平方米集热器每天最大可产45℃热水（日曝辐总量≥17MJ/M2,15℃冷水进水时）的量：夏季80— 120KG/平米、春秋季60—80KG/平米、冬季30—40KG/平米。
如果按冬季产热水量设计,则夏季浪费过大;如果按夏季产热水量设计,则其它三季不够;因此设计时取春秋季每平米日产水量60KG—80KG（>45℃）设计。
则太阳能集热器面积为：5000÷60=84平方米；注：五吨热水需太阳能集热器84平方米（每平方米报价1200元）1200*84=20000即每吨报价20000元三、辅助热源确定：阴雨天或阳光不足时需配备辅助加热系统，需电加热27KW（每支9千瓦）.注：每千瓦时=1度电电加热计算：所用水量（升）*温差/860/所用加热时间注：1度电产能860KJ/h太阳能集热器种类选择：（1）集热器类型选择：目前国内使用的太阳能集热器主要有平板集热器、真空管集热器、热管集热器。
推荐采用真空管式太阳能集热系统。
真空管集热器在零下20℃条件下，仍可产生热水，可一年四季使用，是目前普遍使用的产品，倾角可完全取决于建筑屋面的角度，这样既满足了集热需要又能与建筑相结合。
（2）真空管集热器类型选择：目前真空管集热器分家用和工程用两大类别，家用产品储热水箱和太阳能集热管为一体结构，结构简单，适合家庭使用，若多台串联或并联，则造成多个水箱协调一致供水难题，且不利于解决辅助加热问题，也不便实现24小时随时用热水；工程用集热器没有储热水箱，可根据现场情况任意串并联，并根据采光面积大小合理配置1个或几个水箱。
系统运行便于控制，易于配置辅助加热系统，且用水方便。
太阳能热水系统换热器面积计算
太阳能热水系统换热器面积计算一、换热器换热面积F 的计算:jr t Δε×××=K Q C F Z式中：F ——换热面积（㎡)；Z Q --集热系统换热量（W ）;K -—传热系数，根据换热器厂家技术参数确定ε-—结垢影响系数，0.6～0.8，r C --集热系统热损失系数，1。
1~1.2,j t ∆——计算温度差，宜取5~10℃，集热性能好,温差取高值,否则取低值。
假设，集热系统换热量为50757。
14 W ，传热系数为5000,结垢影响系数取0.7，集热系统热损失系数取1.2，计算温度差取8℃,经计算换热面积2.175㎡。
二、推荐换热器换热面积集热系统换热量Z Q 的计算YL Z S C Q ⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯=36001000t -t ρq f k e r rd t ）（式中：Z Q ——集热系统换热量(W)；t k -—太阳辐照度时变系数,一般取1.5~1。
8，取高限对太阳能利用率有利；f -—太阳能保证率，按照太阳能实际保证率计算；rd q ——日均用水量，kg ；C ——工质的定压比热容,4.18KJ/（㎏·℃)；r ρ——工质密度1（kg/L ）； e t ——贮水箱内水的设计温度，℃；L t -— 水的初始温度，℃；Y S ——年平均日日照小时数，h.假设，太阳辐照度时变系数取1.7，太阳能保证率取60%，日均用水量为10吨,工质的定压比热容为4.18KJ/(㎏·℃），工质（水）密度为1（kg/L ），贮水箱内水的设计温度为45℃，水的初始温度为15℃,年平均日日照小时数为7h/d 的条件下，经计算集热系统换热量Z Q =50757。
14 W 。
不同面积的参数取值及换热量:。
集中太阳能热水计算及选型
1.1热水设计参数
依据《建筑给水排水设计规范》GB50015-2003（2009年版）热水用水定额表，每人每次最高日用水定额120~160L（60℃），使用时间24小时。
按120L计算，120L *320=38400L。
1.2确定太阳集热器面积
q=120L/d
r
m=320
t=10℃
1
J=15812
L
f =50%
i η=50%
1η=20%
将数据代入公式，计算得
jz A =635.5㎡
L R U F =21.6（集热器采用平板集热器） K =6000
jr F =35
将数据代入公式，计算得jj A =677㎡
平板集热器屋面实际可装182组，每组2㎡，共计364㎡；尺寸为2米*1米。
板式换热器面积35㎡；
间接供水系统储热水箱容积：364*50L=18200L ，储热水箱尺寸为：2米*5米*2米（h ），材质：内胆采用304不锈钢，厚度2mm ，保温采用50mm 厚聚氨酯，外壳采用0.5mm 厚彩钢板。
补液箱：2米*1米*2米（h ）；材质：内胆采用304不锈钢，厚度2mm 。
太阳能循环泵：MVI 3202（采用变频控制）
流量：Q=364㎡*0.02L/（㎡.s ）*3600s=26.2m3/h
扬程：H=25m
功率：P=4kW
太阳能换热循环泵：MVI 1602
流量：Q=20m3/h
扬程：H=15m
功率：P=2.2kW
太阳能补液泵：MVI 408（变频定压补水）
流量：Q=4m3/h
扬程：H=75m
功率：P=2.2kW。
太阳能热水设计方法及计算方式
太阳能热水设计方法及计算方式一、太阳能热水系统集热器总面积计算宜符合下列规定：1 直接系统集热器总面积可根据用户的每日用水量和用水温度确定，按下式计算：式中：Ac——直接系统集热器总面积，㎡；Qw——日均用水量，kg ；Cw——水的定压比热容，kJ/(kg·℃) ；tend——贮水箱内水的设计温度，℃；ti——水的初始温度，℃；JT——当地集热器采光面上的年平均日太阳辐照量，kJ/㎡；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，宜为30％～80％；ηcd——集热器的年平均集热效率；根据经验取值宜为0.25～0.50 ，具体取值应根据集热器产品的实际测试结果而定；ηL——贮水箱和管路的热损失率；根据经验取值宜为0.20～0.30 。
2 间接系统集热器总面积可按下式计算：式中：AIN——间接系统集热器总面积，㎡；FR UL——集热器总热损系数，W/(㎡·℃) ；对平板型集热器，FRUL宜取4～6W／(㎡·℃) ；对真空管集热器，FR UL宜取1～2W／(㎡·℃) ；具体数值应根据集热器产品的实际测试结果而定；Uhx——换热器传热系数，W/(㎡·℃) ；A——换热器换热面积，㎡。
hx集热器倾角应与当地纬度一致；如系统侧重在夏季使用，其倾角宜为当地纬度减10°；如系统侧重在冬季使用，其倾角宜为当地纬度加10°；全玻璃真空管东西向水平放置的集热器倾角可适当减少。
二、贮水箱容积的确定应符合下列要求：1 集中供热水系统的贮水箱容积应根据日用热水小时变化曲线及太阳能集热系统的供热能力和运行规律，以及常规能源辅助加热装置的工作制度、加热特性和自动温度控制装置等因素按积分曲线计算确定；2 间接系统太阳能集热器产生的热用作容积式水加热器或加热水箱时，贮水箱的贮热量应符合表1的要求。
表1 贮水箱的贮热量为设计小时耗量（W）注：Qh三、太阳能集热器设置在平屋面上，应符合下列要求：1 对朝向为正南、南偏东或南偏西不大于30°的建筑，集热器可朝南设置，或与建筑同向设置。
换热站设备选型计算
一、工程概况本工程为XXX区1#换热站项目，1#换热站为地上框架结构，站房为一层，层高为5.5m。
二、热负荷计算本工程为1#换热站设计的供热面积为60万m2，采暖热指标取50W/m2。
1#换热站的总热负荷为：Q1=600000×50 1000000=30MW三、设计方案1、板式换热器本站规划供热面积为60万m2，设计考虑部分建筑为非节能建筑，板式换热器选择时需考虑一定的富余量，1#换热站共设计两台20MW的板式换热器。
设计参数一次网（高温水侧）：设计压力为1.6MPa，设计供回水温度为130/70℃；二次网侧：设计供回水温度65/50℃，设计压力1.6MPa；2、循环水泵二次网侧设计60万m2供热面积，热负荷为30MW，设计温度65/50℃，设计总流量：G=3600×300004.1868×（65−50）×983.24=1749m3/ℎ设计选用3台循环水泵，2用1备，每台循环水泵的循环水量：G·=1.1×17492=962m3/ℎ循环水泵扬程：根据规划局确定的1#换热站位置，1#换热站最远端供热距离约为1600米，最远端用户为行政大厦，最远端沿程阻力和局部阻力合计30米，换热站和最末端用户阻力损失均取10米，则2#换热站循环水泵的扬程：H=1.2×（10+30+10）=60m3、补水泵XXX 区地势平坦，1#换热站与供热范围内建筑的地势高差可忽略不计，最高建筑为6层小区，超过6层的现有建筑均采用高区直联供方式。
补水泵扬程：H=6×3+5=23m 补水泵启动压力为0.23Mpa ； 补水泵停运压力：0.23+0.05=0.28Mpa; 补水泵变频调速范围：0.23~0.28Mpa.循环泵吸入口侧母管安全阀泄压排放开启压力： 0.28*（1.05~1.1）=0.3MPa按照规范CJJ34-2010中10.3.8规定：补水能力应根据系统水容量和供水温度等情况确定，当设计供水温度等于或低于65℃时，可取系统循环流量的1%～2%，本系统设计供水温度65℃，取补水量为总循环流量的2%，事故补水量取系统循环水量的4%。
太阳能工程设计常用公式
游泳池加热（1）游泳池加热所需热量（Qj），为下列热量的总和：a）池水表面蒸发散热量（QZ）；b）游泳池的水表面、池底、池壁、管道和设备等传导散热量（QC）；C）补充水加热所需热量（Qb）；即 Qj ＝Qz＋QC＋Qb工程计算时一般取QC ＝QZ·20%，则Q j ＝1.2QZ＋Qb（2）池水表面蒸发散热量QZ计算公式：Q z ＝4.1868·γ·(ρb－ρg)（0.0174υf＋0.0229）A(760/B)式中 Qz——池面水蒸发散热量（kJ/h）；γ——与游泳池水温相等的饱和蒸汽的蒸发气化潜能（kcal/kg），（1kcal/kg＝4.1868kJ/kg）；ρb——与游泳池水温相等的饱和空气的水蒸汽分压力（mmHg），查表；ρg——游泳池环境空气的水蒸汽压力（mmHg），查表；υf——池水面上的风速（m/s），室内游泳池υf＝0.2～0.5m/s；露天游泳池υf＝2～3m/s；A——池水表面积（m2）；B——当地的大气压力（mmHg）。
（3）补充水加热所需热量Qb计算公式：Q b ＝α·qb·γ·（tr－tb）/T式中 Qb——补水加热所需热量（kJ/h）；α——热量换算系数，α＝4.1868kJ/kcal；qb——每日补水量（L）；γ——水密度（kg/L）；tr——池水温度（℃）；tb——补水水温（℃）；T——加热时间（h）。
（4）游泳池加热所需热量（Qj）：Q j ＝1.2QZ＋Qb＝1.2×177＋49＝261.4kW/h（5）泳池初次加热时间按36小时设计，所以考虑50%水面热损失，泳池初次加热所需热量计算如下：游泳池:Qcj＝(560000×1×18/36)/860＋(177kW/h×50%)＝414kW/h（6）如果采用热泵加热，初次加热按全部热泵工作设计，游泳池热泵能效比5.0计，热泵日工作时间全天24小时计算，则所需热泵功率：游泳池:414kW/h÷5.0＝82.8kW/h；一台10HP热泵输入功率为9.1kW/h;82.8kW/h÷9.1kW/h≈10台（7）游泳池采用10台10HP（9.06 kW）热泵机组加热，初次加热工作时间为36小时；正常恒温(261.4KW/h÷5.0÷9.1≈10台)六台机组切换交替工作即可。
太阳能相关计算
太阳能设备选型计算每户设计用水量：根据《建筑给水排水设计规范》GB-50015-2003，住宅类建筑，人均最高日热水用水定额为44-88L （55℃）。
根据实际经验，平均每天的用水量大概在40-50L ，都可以满足。
每户按2-3计，为80-100L 。
小户型（1室、2室）建议选80L ，大户型建议选100L 。
水箱辅助电加热功率均为1.5KW （工厂标配）集热面积计算：生活热水所需太阳能集热器集热面积可依据如下公式计算：()1(1)w end i c T cd L C M t t f A J αθηη-=- c A ——系统集热器采光面积，m 2；M ——日均用水量，80L 、100L ；α—— 间接系统换热补偿，取1.05 （一般为1.02-1.05）； θ——角度面积补偿（安装角度建议为当地纬度±5°，在此范围内，补偿可忽略）； end t ——储水箱内水的终止温度（用水温度），55℃； w C ——水的定压比热容，4.187KJ/（kg ·℃）； i t —— 水的初始温度，10℃；t J ——当地年均日太阳辐照量t J ＝14.792MJ/m 2；f ——太阳能保证率，无量纲，选0.6；cd η——集热器全日集热效率， 0.56；L η——管路及储水箱热损失率，无量纲，此处取0.2。
计算得： 80L 需要集热面积1.43m 2， 100L 需要集热面积1.79m 2，集热管路主管管径选取：根据《建筑给水排水设计规范》GB-50015-2003，管道流速不得大于1m/s。
太阳能系统流量小系统（小于600L），每平米集热器流量按0.02L/s；大系统（大于600L），每平米集热器流量按0.01L/s（实际上，现在青岛万科的项目均为此类）。
则，可得出此表注：支管选取与主管同样方法计算。
太阳能循环泵额定流量按照系统总流量计算，额定扬程根据系统循环管路长度和水力损失确定。
太阳能换热设备选型及设计计算
太阳能换热设备选型及设计计算太阳能换热设备是利用太阳能进行能量转换的装置，用于将太阳能转化为热能供热或制冷系统使用。
选型及设计计算是确定设备参数和性能的重要步骤，下面将从太阳能集热器的选择、热媒介的选择以及换热器的设计计算等方面进行详细介绍。
太阳能集热器的选择主要考虑以下几个因素：1.集热效率：太阳能集热器的集热效率决定了能量转化的效率，一般情况下，集热效率越高，设备性能越好。
可以选择具有高反射率和低吸收率的表面覆盖材料来提高集热效率。
2.构造形式：太阳能集热器的构造形式有平板式、真空管式、U形管式等，选择时需要考虑安装位置和实际使用需求，以及设备的维护和维修方便性。
3.面积和容量：根据所需的热能输出量确定太阳能集热器的面积和容量。
一般情况下，面积越大，容量越大，能够提供的热能也越多。
热媒介的选择主要考虑以下几个因素：1.环境温度：根据所处地区的环境温度选择适合的热媒介，以确保在不同温度条件下的稳定运行。
2.热导率：热媒介的热导率决定了热媒介对热能的转移能力，选择具有较高热导率的热媒介可以提高热能的传输效率。
3.展开系数：热媒介的展开系数决定了在温度变化时的膨胀程度，选择合适的展开系数可以降低设备的损坏风险。
换热器的设计计算主要包括以下几个方面：1.热媒流量的计算：根据所需的热能输出量和热媒的性质参数，计算太阳能集热器中的热媒流量。
流量的计算可以根据热媒的流速和换热器的尺寸来确定。
2.温度差的计算：根据集热器的工作温度和热媒的进出口温度，计算太阳能集热器中的温度差。
温度差的计算可以根据热媒的温度变化和热媒的热容量来确定。
3.换热面积的计算：根据所需的热能输出量和温度差，计算太阳能集热器中的换热面积。
换热面积的计算可以根据热媒的传输热量和换热器的传热系数来确定。
总之，太阳能换热设备选型及设计计算是确定设备参数和性能的重要步骤。
通过选择合适的太阳能集热器、热媒介和进行合理的换热器设计计算，可以提高设备的能量转化效率和性能。
热交换器选型计算方法
热交换器选型计算方法
•
•如何选配适用的热交换器，公式说明如下：
•热交换器的散热能力= Qt÷ΔT×系数= （Qi+Qr）÷（T1-T2）×系数
•=（柜内耗散功率+光照辐射热）÷（柜内目标温度值- •环境最高干球温度）×系数
•其中：Qt=Qi+Qr
Qt：机柜所产生的总热量（单位：W ）；
•Qi：柜内耗散功率，即机柜内所产生的总热量（单位：W ）
Qr：光照辐射热，即机柜外传至机柜内的热量（单位：W ）
Qr=200*A ÷3
• A ：机柜的表面积（单位：m2）
•ΔT=T1-T2（单位：℃）T1: 柜内目标温度；
•T2: 柜外环境最高干球温度。
•机柜外型尺寸为：1000*2000*500mm
柜内耗散功率为600W（基本上柜内耗散功率为柜内元器件额定功率的10%~15% ；
柜内目标温度为45℃，柜外环境最高干球温度为35℃
计算：
•机柜表面积为：
•A=1*2*2+0.5*2*2+0.5*1*2=7m2；
•机柜外传至机柜内的热量：Qr=200*A ÷3=200*7÷3=467W
•柜内耗散功率为：Qi=600W
机柜所产生的总热量：Qt=Qi+Qr=600+467=1067W
•热交换器的散热能力= Qt÷ΔT×系数
•= 1067÷（45-35）×1
•=106.7W/K
选择型号为110W/K的热交换器。
注：1、此公式中的系数因使用地区环境的不同，以特定情况而定，一般为1.
2、此选型公式仅供参考！。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
' '' '' ' Q qm1c1 (t1 t1 ) qm 2 c2 (t 2 t2 )
tmax 指热媒与被加热水在水加热器一端的最大温度差，℃； tmin 指热媒与被加热水在水加热器另一端的最小温度差，℃；
若换热器采用逆流方式，此时：
tmax thi tco ， tmin tho tci t hi 指换热器高温热媒（来自太阳能集热系统）入口平均温度（℃） ； tco 指被加热水的出口平均温度（℃） ； tho 指高温热媒出口平均温度（℃） ； tci 指被加热水的入口平均温度（℃） ；
t j
式中： t j 指计算温度差。℃。
tmc tmz tc t z 2 2
t mc 、 t mz 热媒的初温和终温，℃
tc 、 t z 被加热介质的初温和终温，℃
(2). 快速式水加热器、半即热式水加热器
t j
tmax tmin t ln max tmin
式中
2. 蒸汽喷射器的换热原理图
3. 蒸汽喷射器加热系统与工作原理示意图： 蒸汽喷射器固定在水箱壁上。运行时，控制器通过水箱内水温采集点的温度，自动控制蒸汽进入喷射 器，经过蒸汽喷射器喷头加热水箱内的水。
8
太阳能光热应用工程
4. 蒸汽喷射器设计选型方法参数表及蒸汽流量的估算 日需水 所需蒸汽喷 量（吨） 射量(kg/h) 3 5 10 20 30 50 80 100 180 300 600 1200 1800 3000 4800 6000 2(bar g) IN25M1 个 IN25M 1 个 IN40M 1 个 IN40M 1～2 个 IN40M 1～2 个 IN40M 2～3 个 IN40M 3～4 个 IN40M 4～5 个 在不同的喷射器进口压力情况下所需喷射器的型号及数量 3(bar g) IN25M 1 个 IN25M 1 个 IN25M 1 个 IN40M 1 个 IN40M 1～2 个 IN40M 2 个 IN40M 3 个 IN40M 3～4 个 4(bar g) IN15 1 个 IN25M 1 个 IN25M 1 个 IN40M 1 个 IN40M 1 个 IN40M 2 个 IN40M2～3 个 IN40M 3 个 5(bar g) IN15 1 个 IN25M 1 个 IN25M 1 个 IN40M 1 个 个 IN40M 1 个 IN40M 2 个 IN40M 2 个 IN40M 3 个 IN40M 1 个 IN40M 1～2 个 IN40M 2 个 IN40M 2～3 个 6(bar g) IN15 1 个 IN151 个 IN25M 1 个 IN25M 1 个或 IN40M1
k W/(㎡·℃)
注：当设备厂家提供经测试的 K 值时，应以厂家提供的值为准。 3. 水加热器热媒与被加热水的计算温度差按下列公式计算
3
太阳能光热应用工程
对不同的水加热器，热媒与被加热水的计算温度差计算方法不同。涉及到不同的换热器，单独计算温度 差时，可按下式计算： (1). 容积式水加热器、导流型容积式水加热器、半容积式水加热器；
热媒的初温 t mc ： 当热媒为压力大于 70Kpa 的饱和蒸汽时， 按饱和蒸汽的温度计算； 压力小于或等于 70Kpa 时，按 100℃计算； 热媒的终温 t mz ：应由经热工性能测定的产品提供，可按：容积式水加热器的 t mc = t mz ；导流型容积式水 加热器、办容积式水加热器、半即热式水加热器的 t mz =50℃~90℃。 (2). 热媒为热水时的热媒的初温、终温计算：
（m） ； h j －二次循环流经换热器的阻力损失（压力降） 流经板式换热器产生的压力降，具体不同厂家的产品略有不同，在没有厂家的数据的条件下，一般不 大于 5m 水柱，最大一般不大于 8m 水柱。其他换热器的参数根据生产厂家产品具体而定。
hz －换热器与水箱最低水位的几何高差（m） ；
，2~5m。 h f －附加压力（m） 5. 辅助加热设备和储热水箱之间的换热器的选型计算时，辅助热源热媒的计算温度应符合下列规定： (1). 热媒为饱和蒸汽时的热媒初温、终温计算：
5
太阳能光热应用工程
热媒为热水时，热媒的初温应按热媒供水的最低温度计算； 热媒的终温 t mz ：应由经热工性能测定的产品提供，当热媒的初温 t mc =70~100℃时，其终温可按：容积 式水加热器的 t mz =60~85℃； 导流型容积式水加热器、 半容积式水加热器、 半即热式水加热器的 t mz =50℃ ~80℃。 四、 太阳能热水系统中常用的换热设备
7
太阳能光热应用工程
(二) 蒸汽喷射器 当热源是蒸汽锅炉或者市政热力高温蒸汽时，可以通过蒸汽喷射器换热加热水箱当中的水。喷射器 吸入冷液体，与蒸汽在喷射器内部混合，将被加热的液体喷入存储水箱。在很多应用中，喷射器造成的循 环是一个优点。这样可保证充分混合从而避免了温度分层现象。我公司通常采用斯派莎克蒸汽喷射器。 1. 蒸汽喷射器的特征与优点： (1). (2). (3). (4). (5). (6). 设计紧凑，重量轻，安装方便，在水箱内不会产生阻碍； 对大容量要求容易进行多喷管安装； 在喷管内蒸汽和冷水进行充分混合，安静，高效，加热经济； 在水箱内产生强烈的循环流动，消除热分层现象，不会形成二次蒸汽； 整体采用不锈钢结构，长的使用寿命，无须维修和维护； 多种口径和连接方式，用途广泛，能满足大部分客户要求。
QZ 指集热系统的换热量（W） ； K t 指太阳辐照度变化系数，一般取 1.5`1.8,取高限时对太阳能利用有利。
f 指太阳能保证率。
qrd 指用水定额,L/d;
C 指水的定压比热容，4.18KJ/（㎏·℃） ；
pr 指热水的密度，通常取 1 ㎏/L；
te 、 t l 分别是热水终止和冷水水温，℃。
1
太阳能光热应用工程
2. 在利用热交换器间接加热的太阳能热水系统中，热交换器换热不应明显降低集热器效率。当集热器的 太阳能收益达到可能的最大值时，热交换器导致的集热器效率降低不应超过 10%。 3. 换热器选择时一定要跟连接的管路管径相匹配，一般应使管路的管径小于换热器管束的直径。 4. 换热器选择时要明确换热器的阻力特性，以便在以后的动力设备选型时准确计算管路阻力损失。一般 都要乘以 1.2 的系数。 5. 换热器的流速不宜过大，以使换热充分。 三、 (一) 1. 换热设备的选型计算 基本方程 传热方程式
Q kFt
式中：
Q 是换热器的换热量，W;
k 是换热器的传热系数，W/(㎡·℃)；
F 是换热器的换热面积,㎡；
t 是热媒与被加热水的计算温度差，即换热器换热表面的平均换热温度，℃；
不同种类换热器的 t 计算方法不同，详见下面计算。 2. 热平衡方程式
' '' '' ' Q qm1c1 (t1 t1 ) qm 2 c2 (t 2 t2 )
式中：
C1 是热媒的定压比热容;KJ/（㎏·℃） C 2 是水的定压比热容;4.187KJ/（㎏·℃）
t1` 、 t1`` 分别是热媒介质的进、出板换温度；℃
` `` 、 t 2 分别是水的出、入板换温度；℃ t2
qm1 、 qm 2 分别是冷热介质的质量流量,㎏/S；
( 二) 间接集热系统换热器选型计算
板式换热器以其以下优点受到广泛的使用： 1) 体积小，占地面积少； 2) 传热效率高；
6
太阳能光热应用工程
3) 组装灵活； 4) 金属消耗量低； 5) 热损失小； 6) 拆卸、清洗、检修方便； 7) 板式换热器缺点是密封周边较长，容易泄漏，使用温度只能低于 150℃，承受压差较小，处理量较 小，一旦发现板片结垢必须拆开清洗结构紧凑，占用空间很小的空间即可提供较大的换热面积， 不需另外的拆装空间；相同使用环境下，其占地面积和重量是其他类型换热器的 1/3～1/5。 2. 板式换热器的运行原理图
常用换热设备有板式换热器、蒸汽喷射器、容积式换热器及半容积式换热器等。下面介绍板式换热器 和蒸汽喷射器。 (一) 板式换热器
1. 板式换热器简介 板式换热器是由一系列具有一定波纹形状的金属片叠装而成的一种新型高效换热器。各种板片之间形 成薄矩形通道，通过半片进行热量交换。它与常规的管壳式换热器相比，在相同的流动阻力和泵功率消耗 情况下，其传热系数要高出很多。 板式换热器的型式主要有框架式（可拆卸式）和钎焊式两大类，板片形式主要有人字形波纹板、水平平 直波纹板和瘤形板片三种。 (1). 板式换热器的基本结构 1、固定压紧板 2、法兰接口3、橡胶垫圈 4、不 锈钢板片5、 活动压紧板6、 下导梁 7、 上导梁 8、 夹紧螺栓 9、支柱 板式换热器主要由框架和板片两大部分 组成。 板片由各种材料的制成的薄板用各种不同 形式的磨具压成形状各异的波纹， 并在板片的四 个角上开有角孔， 用于介质的流道。 板片的周边 及角孔处用橡胶垫片加以密封。 框架由固定压紧 板、活动压紧板、上下导杆和夹紧螺栓等构成。板式换热器是将板片以叠加的形式装在固定压紧板、活动 压紧板中间，然后用夹紧螺栓夹紧而成。 (2). 板式换热器的特点（板式换热器与管壳式换热器的比较）
太阳能光热应用工程
第十节、换热设备的选型及计算 一、 换热设备简介
换热器是这样一种设备，温度不同的两种流体（气体或者液体）在换热器内流过时，为了防止它们之 间的彼此混杂而用固体壁隔开，这样从进口到出口热量从热流体传至冷流体，热流体将被冷却，而冷流体 将被加热。 适用于不同介质、不同工况、不同温度、不同压力的换热器，结构型式也不同，换热器按换热器的结 构可分为：浮头式换热器、固定管板式换热器、U 形管板换热器、板式换热器等。 换热器通常用在间接太阳能系统和辅助能源加热设备与太阳能系统辅助加热的系统中。在太阳能热水 系统，尤其是间接式系统中应用最多是板式换热器。