Расчет установки солнечного горячего водоснабжения выполняется согласно ВСН 52-86 по часовым суммам прямой и рассеянной солнечной радиации и температуре наружного воздуха для данной местности.

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.

4.2.1. Расчёт коллекторов солнечной энергии (КСЭ).

1) Определение необходимой солнцепоглощающей поверхности коллекторов солнечной энергии А, м2.

А) Для установки без дублера площадь солнцепоглощающей

поверхности коллекторов А1, м2, следует определять по формуле:

n

А_1 = G/E g і, (1)

i=1

где: G — суточный расход горячей воды в системе горячего водоснабжения, кг/сутки, принимается по СНиП 2.04.01—85;

і — расчётные часы работы установки.

g і — часовая производительности установки, отнесенная к 1 м поверхности солнечного коллектора, кг/м2;

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.

0,86 U

gi =………………….

*makxi — *1

ln………….

*makxi — *2

где: U — приведенный коэффициент теплопотерь солнечного коллектора, Вт/(м2К). В случае отсутствия паспортных данных может быть принят коэффициент 8,0 Вт/(м2К) для одностекольных коллекторов и 5,0 Вт/(м2К) — для двухстекольных;

*1, *2 — температура теплоносителя на входе и выходе из солнечного коллекто-ра, С.

Температура на выходе из солнечного коллектора *2 определяется по формуле:

*2 = * W2 + 5 оС, (3)

где: * W2 — требуемая температура горячей воды.

Температура на входе в солнечный коллектор *1 определяется по формуле:

*1 = * W1 + 5 оС, (4)

где: * W1 — температура холодной воды.

В одноконтурных системах *1 = * W1 и *2 = * W2 .

*makxi — равновесная температура каждого часа, определяется по формуле:

*makxi = qe i / U• *ні, (5)

где: *ні — температура наружного воздуха, оС. qe i — приведенная интенсивность поглощения солнечной радиации, Вт/м2.

Величина интенсивности солнечной радиации, температура наружного воздуха принимаются, как правило, по "Справочнику по климату СССР", Гидрометеоиздат, Л. — 1966. Для каждого региона бывшего СССР были выпущены отдельные тома этого справочника. В частности, вып. 10 был посвящен Украине и Молдавии.

Интенсивность падающей солнечной радиации для любого пространственного положения солнечного коллектора и каждого часа светового дня qi, Вт/м2, следует определять по формуле:

qi = PsIs + PD-ID, (6)

где: Is, ID — интенсивность прямой и рассеянной солнечной радиации, падающей на горизонтальную поверхность соответственно, Вт/м2;

Ps, PD — коэффициенты положения солнечного коллектора для прямой и рассеянной радиации соответственно.

Коэффициент положения солнечного коллектора для прямой солнечной радиации Ps, принимается согласно приложения 3 ВСН 52-86 [л.1].

Коэффициент положения солнечного коллектора для рассеянной солнечной радиации следует определять по формуле:

PD = cos2 ЬП, (7)

где b — угол наклона солнечного коллектора к горизонту. Приведенную интенсивность поглощения солнечной радиации q0i, следует определять по формуле:

qeiI = 0,96 (Ps0sIs + PD0DID), (8)

где: 0s, 0D — приведенные оптические характеристики

солнечного коллектора для прямой и рассеянной солнечной радиации соответственно. При отсутствии паспортных данных могут быть приняты:

— для одностекольного коллектора — 0s = 0,74, 0D = 0,64;

— для двухстекольного коллектора — 0s = 0,63, 0D = 0,42.

Б) Для установок с естественной циркуляцией теплоносителя площадь солнцепоглощающей поверхности коллекторов следует определять по формуле (1), а часовую

производительность установки gi, кг/м2 по формуле:

0,86 [q0 — U(t1i — tHi)]

gi = ………………………………… , (9)

5 U

1 + ……………….

q0i — U(t1i — tHi)

В одноконтурных установках температура на входе tli, °С, определяется по формуле:

tli = t1i-1 + (gi/ V)-10-2, (10)

где V — удельный объём бака-аккумулятора (объём бака на 1 м2 площади солнечного коллектора), принимается равном 0,06 для II, 0,07 — для III и 0,08 м3/м2 — для IV климатического района. Климатические районы принимаются согласно СНиП 2.01.01 — 82 «Строительная климатология и геофизика».

Примечания:

1. В двухконтурных установках температура воды на входе принимается на 5°С выше, определенной по формуле (10).

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

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

В) Для установок с дублером площадь солнцепоглощающей поверхности А2, м2, следует определить по формуле:

1,16G (t W2 — t W1 )

А2 =……………………….. , (11)

n

П £ q

i=1

где: qt — интенсивность падающей солнечной радиации в плоскости коллектора, Вт/м[2] .

Определяется по приложению 3 ВСН 52-86 [л.1] в интервале от 8 до 17 часов дли солнечных коллекторов южной ориентации. При отклонении от юга к востоку или западу на каждые 15° интервал времени начинается раньше или позже на 1 ч;

П — КПД установки солнечного горячего водоснабжения. Определяется по формуле:

9U [0,5 ( t1 + t2) — ^р..н.]

П = 0,8(0…………………………….. }, (12)

n

£ qi

i=1

где: 0 — приведенная оптическая характеристика коллектора. При отсутствии паспортных данных может быть принята равной 0,73 для одностекольиых коллекторов и 0,63 — для двухстекольных;

toр..н. — средняя дневная температура воздуха, °С.

Принимаются, как правило, по "Справочнику по климату СССР", Гидрометеоиздат, Л. — 1966.

где F — величина солнцепоглощающей поверхности одного коллектора, м2. Принимается согласно технической характеристики принятого типа КСЭ.

При отсутствии в технической характеристике применяемого солнечного коллектора величины солнцепоглощающей поверхности её следует принимать равной 0,9…0,95 от габаритной площади коллектора.