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Método de cálculo y análisis de la tasa de ahorro de energía solar de Sunpower

Número Navegar:0     Autor:Editor del Sitio     publicar Tiempo: 2019-06-22      Origen:motorizado

Tomando el sistema de agua caliente acoplada a la fuente de aire de energía solar como un subproyecto del proyecto de reforma de viviendas en ruinas del Departamento de Protección Ambiental de Guangxi, se analizó y calculó en detalle la tasa anual de ahorro de energía solar. Desde el proceso de cálculo y la base de cálculo, este método de cálculo es más científico y confiable, y tiene un significado de referencia importante para el análisis y el cálculo del ahorro de energía y la reducción de emisiones utilizando el sistema solar térmico.


Guangxi pertenece al clima monzónico subtropical sur con un clima templado. La duración media anual del sol es de 1600 h. La dosis media anual de radiación solar es de aproximadamente 4578 MJ / m2. Los recursos de energía solar son muy ricos y el potencial para la energía solar es enorme. En la actualidad, la sociedad está promoviendo y popularizando el suministro centralizado de la fuente de aire solar junto con el sistema de agua caliente. Sin embargo, la fuente de aire solar acoplada al sistema de agua caliente primero debe calcular y analizar la cantidad de ahorro de energía en el diseño y la declaración del proyecto, en el sistema de aplicación solar térmica. No existe un método de cálculo científico y confiable para el cálculo y el cálculo del ahorro de energía. Por lo tanto, este documento toma el sistema de agua caliente acoplado a la fuente de energía solar como un subproyecto del proyecto de renovación de la antigua casa del Departamento de Protección Ambiental de Guangxi. Como ejemplo, practique un nuevo método de análisis computacional.


1 Resumen del proyecto

El proyecto de reforma de vivienda en ruinas del Departamento de Protección Ambiental de Guangxi es demoler el edificio residencial original de personal bajo, corto y antiguo, y construir un edificio de gran altura de 33 pisos en el terreno original. La dirección del proyecto es No. 78, Minzu Avenue, Nanning, Guangxi. En respuesta al llamado nacional para la conservación de la energía y la reducción de emisiones, el proyecto utiliza una forma de aplicación de construcción de energía renovable, sistema de agua caliente acoplado a una fuente de aire solar, el sistema centralizado de agua caliente proporciona un total de 186 hogares con aproximadamente 651 personas de agua caliente diaria demanda. La cuota diaria de agua caliente per cápita está diseñada para ser de 80 L, el tiempo de servicio es de 24 h, y el consumo total diario de agua caliente en la temporada máxima de agua caliente es de 52 m3. El proyecto de agua caliente ha instalado un total de 2.600 tubos colectores de calor de vacío solar, con un total de 60 bombas de calor de fuente de aire, y el efecto de ahorro de energía es extremadamente notable.

2 Cálculo y análisis de la tasa anual de ahorro de energía del sistema colector solar en el sistema de agua caliente

2.1 El proceso de trabajo del sistema de agua caliente.

El sistema de agua caliente acoplado a la fuente de aire solar está totalmente automatizado controlado por el control del módulo de control automático. Cuando hay suficiente radiación solar, el sistema de agua caliente utiliza preferentemente energía solar para obtener agua caliente sanitaria. Cuando el clima lluvioso o la radiación solar son insuficientes, la bomba de calor de la fuente de aire se activa para usarla como fuente de calor auxiliar para obtener agua caliente sanitaria.

2.2 Definición de tasa de ahorro de energía

La tasa anual de ahorro de energía del sistema solar de calentamiento de agua se refiere al sistema solar de calentamiento de agua en la operación anual, en comparación con el modo convencional de calentamiento de agua caliente, la electricidad ahorrada por el sistema de recolección de calor solar (excluyendo la electricidad ahorrada por otro calor auxiliar fuentes) representa el agua caliente convencional. La relación de la cantidad de electricidad consumida por el método de calentamiento.

2.3 Cálculo de la eficiencia térmica.

2.3.1 Eficiencia térmica de los sistemas de captación solar.

El método de cálculo de eficiencia térmica del sistema de captación de calor solar se ejemplifica mediante un sistema centralizado de captación de calor solar equipado con una bomba de agua circulante. Generalmente, el sistema de recolección de calor solar calienta el agua caliente desde la temperatura inicial hasta la temperatura establecida bajo la irradiación solar, y solo el sistema de recolección de calor solar. La bomba de agua circulante consume una pequeña cantidad de energía eléctrica, y ningún otro equipo consume energía eléctrica. . La potencia de entrada nominal de la bomba de agua circulante equipada con este sistema es de 0.265 kW, y el tiempo requerido para hacer circular 1000 kg de agua que ha aumentado en 35 ° C es 0.128 h. 0.034 grados. Por lo tanto, el valor calorífico real del sistema de colector solar centralizado equipado con una bomba de agua circulante es:

35000 / 0.034 = 1029411.76 kCal / grado;

La eficiencia térmica integral es: 1029411.76 / 860 = 119699%

2.3.2 Eficiencia térmica de calentadores de agua eléctricos.

El equipo de calefacción convencional para el agua caliente de los residentes domésticos en el área es un calentador de agua eléctrico instalado independientemente por cada hogar. El principio de funcionamiento del calentador de agua eléctrico es en realidad el calentamiento por resistencia. La eficiencia térmica del calentador de agua eléctrico es del 95%, es decir, la relación de eficiencia energética es de 0,95.

2.4 Cálculo de la tasa de ahorro de energía

2.4.1 Configuración de condición uniforme para el cálculo de calorías de agua caliente

Nanning se encuentra al sur del Trópico de Cáncer. Sus coordenadas geográficas son 108 ° 22 ′ de longitud este y 22 ° 48 ′ de latitud norte. Tiene mucho sol, abundantes lluvias, poca escarcha y poca nieve, clima templado, verano corto e invierno largo, y la temperatura promedio anual es de 21.6 ° C. El enero más frío en invierno promedia 12.8 ° C, y el verano más caluroso en julio y agosto promedia 28.2 ° C. La precipitación anual promedio es de 1304.2 mm y la humedad relativa promedio es del 79%. Es ideal para hacer turismo durante todo el año. Clima monzónico subtropical.


Según las características climáticas de Nanning, la demanda de agua caliente sanitaria se divide según el verano, el invierno y las estaciones de transición. El verano es de mayo a septiembre, totalizando 153 días, el coeficiente de demanda de agua caliente es 0.6; el invierno es 1, 2 y diciembre, totalizando 90 días, el coeficiente de demanda de agua caliente es 1; la temporada de transición es el 3, 4, 10 y noviembre. Para un total de 122 días, el factor de demanda de agua caliente es 0.8.

2.4.2 Cálculo de la demanda anual de calefacción y el consumo de energía de los calentadores de agua eléctricos ordinarios

Según este método, la recolección de calor de cada ¢ 58 × 1800 tubo de recolección de calor al vacío solar en cada mes se compila en una tabla.


Se calcula que la recolección de calor total de cada ¢ 58 × 1800 tubo colector de calor al vacío solar es 91.313 kW? H. En este proyecto de ahorro de energía, se instalaron un total de 2,600 tubos de recolección de calor al vacío solar de esta especificación en toda la comunidad, y la recolección de calor total para todo el año fue de 237,138 kWh? H.

Para recolectar este calor, la energía consumida por el sistema colector solar es:

2374138 ÷ 119699% = 198.34 (kW? H)

Es decir, el ahorro anual de energía del sistema colector solar de este proyecto es:

2374138-198.34 = 237215.46 (kW? H)

La tasa anual de ahorro de energía del sistema colector solar de este proyecto es:

Consumo anual de energía del sistema colector solar 年 consumo anual de electricidad del modo convencional de calentamiento de agua caliente × 100%

= 237215.46 ÷ 563980.5 × 100%

= 42,1%

La tasa anual de ahorro de energía del sistema colector solar de este proyecto es del 42,1%.

2.5 Análisis de errores

A partir del proceso de cálculo y la base de cálculo, el método de cálculo de la tasa anual de ahorro de energía del sistema de colector solar de este proyecto puede denominarse "método de cálculo diario". El error del resultado del análisis de cálculo del método de cálculo diario existe, y la magnitud del error se relaciona principalmente con varios parámetros.

(1) Los datos de la cantidad de radiación solar se obtienen por referencia al "Anuario de datos de radiación meteorológica de China (2001)". El clima anual cambiará más o menos con el de 2001, pero generalmente la cantidad no es grande.


(2) El tubo colector de calor del colector solar recoge el 92% de la eficiencia del calor, que son los datos experimentales proporcionados por el fabricante del tubo colector de vacío solar. Este parámetro también se puede medir mediante experimentos;


(3) La tasa de pérdida de calor de tuberías y tanques de agua. En la ingeniería real, si las medidas de aislamiento se realizan bien, la tasa de pérdida de calor se puede reducir directamente.


(4) La cantidad total de calor real utilizado por los usuarios cada año. El calor real utilizado por año está relacionado con la estación y el clima, por lo que el coeficiente de calor es diferente para cada estación.

2.6 Método de análisis de cálculo general

Los métodos convencionales de cálculo y análisis se describen en la literatura [1].

3 Conclusión

Bajo la presión de la crisis energética, el estado promueve vigorosamente el desarrollo y la utilización de energía limpia renovable. Entre ellos, la tecnología de aplicación solar térmica es una de las tecnologías más maduras y ampliamente utilizadas en el desarrollo y aplicación de energía limpia renovable. Utilizando el "método de cálculo diario" para calcular y analizar la tasa anual de ahorro de energía del sistema de aplicación solar térmica, en comparación con el método convencional, a partir del proceso de cálculo y la base de cálculo, este método de cálculo es científico y confiable, y tiene un fuerte poder de persuasión. Tiene una importancia de referencia importante para el análisis y el cálculo del ahorro de energía y la reducción de emisiones utilizando el sistema de aplicación solar térmica.


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