太阳能热水器产热水量和省电计算器

太阳能热水器一年可以省多少电?省多少钱?要回答这个问题就要计算太阳能热水器可以吧水温加热到多少度?还要考虑家里每天用掉多少热水。用太阳能热水器产热水量和省电计算器算一算吧。

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太阳能热水器产热水量计算器

错误:输入参数不合理!

第一步:热水器选型

集热管数[1]20
容积150L
能效系数[2]0.50

第二步:输入使用条件

日均气温15.0
日均辐照[3]17.0KW/㎡
进水温度15.0
出水温度[4]40.0

计算结果:最高水温/产热水量

日晒1
最高水温[5]50.2
可用热水[6]211.2(40℃)L

太阳能热水器省电计算器

错误:输入参数不合理!

第三步:输入用水量和电价

日用水量[7] L
电价 元/度

估算结果:省电量

日省电[8]5.21
月省电156.41

估算结果:省电费

日省电费2.61
月省电费78.2

太阳能热水器选型依据

太阳能热水器水温计算器
太阳能热水器安装在屋顶

太阳能热水器是所有热水器类型里安装条件最苛刻也是最节能环保的。现在市面上家用的基本上都是管式热水器,使用过程中主要依靠真空集热管把太阳能转换成热能。

考虑到连续阴雨天的情况,买再大容积、再多根集热管的热水器也不能做到全靠太阳能满足全年热水需求,因而本计算器主要计算太能热水器可以提供多少热水、省下多少电费,而不是多少升多少根集热管的热水器够几个人用;目前市面上的太阳能热水器都带或者可以安装电辅助加热,采购过程中也建议不用执着于太阳能全覆盖。

太阳能热水器的集热管数量

管式太阳能热水器通过集热管收集热量,集热管越多意味着采光面积越大,相同光照条件下集热管数越多加热功率越大,下图给出了国标GB-T 19141-2001规定的管式太阳能热水器的轮廓采光面积(Ac)的计算方式。

太阳能热水器集热面积计算
太阳能热水器集热面积计算

目前市面上的家用太阳能热水器集热管数一般是和热水器容积匹配的,因而选定了集热管数量或者容积后,另一项也就确定了。

太阳能热水器的能效系数

家用太阳能热水系统综合热性能系数(CTP)在能效标识上可以找到, 国标GB 26969-2001规定:

  • CTP = Qs(e) / Qs(m) - α • Usl(e) / Usl(M)

其中:

Qs(e) — 试验条件下测试所得的家用太阳能热水系统单位轮廓采光面积日有用得热量(MJ/m2);
Qs(m) — GB/T 19141规定的管式直接式家用太阳能热水系统单位轮廓采光面积日有用得热量最小值,7.0MJ/m2;
α — 权重系数,无量纲,用于表示平均热损因数在家用太阳能热水系统综合热性能系数中的权重,本标准中α取0.9;
Usl(e) — 试验条件下测试所得的家用太阳能热水系统的平均热损因数,W/(m3•k);
Usl(M) — GB/T 19141规定的家用太阳能热水系统的最大平均热损因数最大值,16W/(m3•k)。

太阳能热水器的能效等级
太阳能热水器的能效等级

CTP实际上是太阳能热水器集热和保温性能热综合值,CTP越大代表太阳能热水器的集热效率越高或者保温性能越好,国标GB 26969-2001一级能效CTP大于等于4.8,实际市面上有竞争力的产品都在0.50以上。

月日均辐照是多少

下表给出了全国主要城市全年12个月的日均辐照量,请按表上数据计算,如果找不到你所在的县市就找最近的。

全国主要城市月日均辐照一
全国主要城市月日均辐照一
全国主要城市月日均辐照二
全国主要城市月日均辐照二
全国主要城市月日均辐照三
全国主要城市月日均辐照三

洗澡温度多少合适

  • 春秋:37~40℃
  • 夏:≤37℃
  • 冬:40~46℃

在阴雨天和太阳辐照强度弱的月份可能需要日晒多日才能达到温度要求甚至必须采用电辅助加热。

计算最高水温

计算太阳能热水器的最高水温要先计算集热量 Ha 和散热量 Hd,集热量为轮廓采光面积与单位轮廓采光面积日有用得热量的乘积,散热量需要在时间上(t)对平均热损因数和实时水温积分:

  • 集热量:Ha = Qs(e) * Ac;
  • 散热量:Hd = ∫t V * T * Usl(e) * dt;
  • 温升:△T = (Ha - Hd) / C / V;
  • 最高水温:Te = T0 + △T;

其中: V :热水器容积(L);T:热水器是实时水温(℃); C:水的比热容。

值得注意的是,日照强度较弱的情况下集热量可能小于散热量,这种情况下就要停用太阳能热水器。

计算热水产出

太阳能热水器储水箱内的热水与冷水混合前后热值相等,以0℃为基准则有:

① T1 * V + T2 * x = T3 * y;

其中: T1:热水器储存水水温(℃); T2:进水温度(℃); T3:出水温度(℃);y:产热水量(L);x:进水量(℃)。

冷热水混合前后体积相等有:

② y = V + x;

①②合并得:

  • 热水产出:y(L) = (T1 * V - T2 * V) / (T3 * - T2);

计算可以省多少电

太阳能热水器的加热不受控制,所以热水产出不一定够用也不一定全部有用,实际上使用掉的热水电加热所需消耗的电量才是节省下的电。

  • 日省电:Qs(kW‧h) = (T3 - T2) * Vu * C / 3.6MJ;

其中: Vu :用掉的热水量(L)。

总结

本计算器提供了简单的方法可以估算太阳能热水器在日晒特定天数后水温最高可以达到多少度?可以提供特定水温的热水多少升?可以省多少电费?计算依据主要是月日均气温、月日均辐照和太阳能热水器的参数。

最高水温和热水产出量可以衡量特定地区安装太阳能热水器能不能满足使用要求,以及要买多少集热管数和容积的太阳能热水器?考虑到太阳能热水器比一般储水式热水器燃气热水器贵,计算省电费可以用来衡量买太阳能热水器是不是划算。依据本计算器计算结果,一般投资太阳能热水器的回收周期在2~3年,如果安装使用条件允许建议尽量使用太阳能热水器,经济又环保。

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