1.計算步驟

計算太陽能集熱器面積，首先要確定相關計算參數，具體如下：

(1)太陽能保證率f的確定

查設計地區太陽能資源屬于我國太陽能資源的幾類地區，選取太陽能保證率，一般取值30%~80%。不同地區熱水系統太陽能保證率的推薦選用值如下表所示。

(2)確定管路及容積式換熱罐熱損失η_L。

綜合考慮太陽能集熱系統中的大部分循環管路、換熱器及水箱熱損失等，取η_L＝0.3~0.3。

(3)集熱器年平均集熱效率η_cd的確定。

查詢集熱器安裝地點年平均太陽能輻照強度“G”，年平均太陽能輻照強度G的計算式為：G=J_t/3600S_y

式中J_t一當地緯度傾角平面年平均日輻照強量，MJ/dm²；

    S_y一年平均每日的日照小時數，h。

集熱器年平均集熱效率為 η_cd=a-b(t_i-t_a)/G

式中a，b一查太陽能集熱器產品檢測報告效率公式(每個太陽能產品都有其對應的效率曲線及效率公式)；

    η_cd一集熱器瞬時效率；

     t_i一集熱器進口溫度，℃；

     t_a一環境溫度，℃；

     G一年平均太陽能輻照強度，W/m²。

其中 t_i=t_l/3+2x(t_end-t_l)/3

式中t_l一年平均冷水溫度，℃；

    t_end一貯水箱中水的終止設計溫度，℃。

(4)集熱器面積計算。

太陽能集熱器組數根據GB50364《民用建筑太陽能熱水系統應用技術規范》中的計算公式計算。

2.直接系統集熱器面積

A_c=Q_wC_w(t_end-t_i)f÷J_tη_cd(1-η_L)

式中A_c一直接系統集熱器總面積,m²；

    Q_w一日均用水量，kg；

    C_w一水的定壓比熱容，kj/(kg.℃)；

    t_end一貯水箱內水的設計溫度，℃；

    t_i一水的初始溫度，℃；

    J_t一當地集熱器采光面上的年平均太陽輻射量，kj/m²；

    f一太陽能保證率，%，根據系統使用期內的太陽輻照、系統經濟性及用戶要求等因素綜合考慮后確定，宜為30%~80%；

    η_cd一集熱器的年平均集熱效率，根據經驗取值宜為0.25~0.5，具體取值應根據集熱器產品的實際測試結果而定；

    η_L一貯水箱和管路的熱損失率；根據經驗取值宜為0.2~0.3。

3.間接系統集熱面積

A_in=A_c(1+F_rU_lA_c/U_hxA_hx)

式中A_in一間接系統集熱器總面積，m²；

    A_c一直接系統集熱器總面積，m²；

    F_rU_l一集熱器總熱損系數，W/(m².℃)，對平板型集熱器，F_rU_l宜取4~6W/(m².℃)，對真空管集熱器，F_rU_l宜取1~2W/(m².℃)，具體數值應根據集熱器產品實際測試結果而定；

    U_hx一換熱器傳熱系數，W/(m².℃)；(該性能參數可由所選產品廠家提供)；

    A_hx一換熱器換熱面積，m²，(該性能參數可由所選產品廠家提供)。

4.集熱器面積簡化算法

在太陽能系統初步設計階段，可以采用簡化算法來降低工作量，其計算公式為

A_s=Q_rd/q_t

式中A_s一太陽能集熱器面積，m²；

    Q_rd一設計日用水量，L/d；

    q_t一太陽能集熱器單位面積每天熱水量，L/(m².℃) (所選產品性能生產廠家提供)太陽能集熱器日產水標準見下表。