太阳能集热系统循环泵的选型

1第一循环系统

      （1）循环泵流量计算

       单位采光面积集热器对应的工质流量，qgz/L/（s·m2），推荐值为0.015~0.02，则循环泵流量qx=qgz×Ac

集热器面积（直接式系统太阳能为例）Ac按式（1）计算：

       式中：Qd=34794.87 L/d [（已知），c=4.187kJ/（kg·℃），ρr=0.983kg/L，f太阳能保证率，取0.4，Jt当地集热器采光面上的年平均日太阳能辐照量，本文以南京为例，取12898kJ/m2（查附录F-2），η集热器年均集热效率，取0.45，ηL集热系统热损失率，取0.2。

       间接加热供水系统的集热器总面积，按式（2）~（3）计算：

       式中：FRUL——集热器总热损失系数，W/（m2·℃），具体数值根据产品实测结果确定，本文选用平板型集热器取4~6 W/（m2·℃），换算成14.4~21.6 kJ/m2·h·℃，取4 W/（m2·℃）；Uhx——换热器传热系数，取2500 W/（m2·℃）；2.5×3600=9000

kJ/m2·h·℃，查表6.3.3-1；Ahx——换热器换热面积，m2；Cr——热水系统的热损失系数，范围1.1~1.15，取1.15；ε——结垢影响系数，取0.8；Δtj——热媒与被加热水的计算温度差。

      经计算Ahx=148m2，AIN=594 m2，集热板数量= AIN/1.83=325个，详见表1。

      （2）管径确定

      集热器进水管管径与流速关系，按式（4）计算：

      按DN100mm，集热器进水管流速v=1.135m/s，＜1.2m/s满足规范要求。

     （3）循环泵扬程计算

      热水管道的沿程水头损失按式（5）计算：

       式中，Ch——海澄-威廉系数，按材质选用，本文采用薄壁不锈管管，取130。

       则集热器热水回水管道单位长度水头损失i=0.1540kPa/m

       假设集热器进水管长度L=30m，集热器热水回水管道的水头损失Hs=iL=0.1540×30/10=0.462m

       局部水头损失Hj=0.2Hs=0.0924m

       集热系统循环管道的沿程与局部损失Hsj=Hs+Hj=0.5544m

       循环流量经集热器的阻力损失，hj=0.5×采光面积a×n=0.5×1.83×325/10=29.74m

       循环泵扬程按式（6）计算

       式中：hz集热器顶与贮热水箱最低水位间的几何高差，依据实际位置调整，取1.5m；hf附加压力取20~50kpa，取3.5m，则Hx=0.5544+29.74+1.5+3.5=35.29m

2第二循环系统

      （1）循环泵流量计算

      全日供应热水系统的总循环流量，按式（7）计算：

      式中：配水管网的热损失，Qs=5%Qh；△t=10℃（一般按系统大小确定，通常取5~10℃）。

     （2）管径确定

      热水供水管设计秒流量，按式（8）计算：

     式中：α——依据建筑用途而定，取2.5；Ng——计算卫生器具给水当量总数，洗脸盆当量=0.5；淋浴器当量=0.5；Ng=（0.5+0.5）×9=9，qg=1.5L/s。

    （3）循环泵扬程计算

     同理，按式（6-2）计算出热水配水与回水管道单位长度水头损失i1、i2

     热水管道的水头损失Hs= i1L1+i2L2；局部水头损失Hj=0.2Hs

     循环泵扬程Hx=Hs+Hj+hf+hl