太阳能作业(李斐2010214084)

李斐 2010214084 潍坊纬度为北纬36°42’。

程序计算，潍坊地区散热器的最佳摆放位置为朝南，倾角为28°。全年每平米的辐射量为5553.3×106 J/ m2。

如果只供应生活热水，水温提升35℃，集热器的集热效率70%： 全年供应热水量：

Q1=5553.3×106×0.7/(4.185×35×1000×1000)m3=26.54 m3 根据生活用水规范，考虑到洗漱、洗澡、厨房、洗衣等用途，选取人均生活热水量60L/人，三口之家全年生活用水量：

Q2=0.06×3×365 m3= 65.7m3

如果只是满足生活热水需集热器的面积A=65.7/26.54=2.5 m2。 从下述表1-1我们可以清晰的看到潍坊逐月的温度分布。

通过计算分析，2.5 m2的集热面积在4-10月份足够应用。但在1-3和11-12六个月份均出现不同程度的不足。冬季，由于室外温度过低、辐射量较小、室外风速较大，导致增加集热器的面积也很难使散热器的出水温度达到30℃。这样的水温，可以应用于除洗浴之外的所有生活用水。即除洗浴之外的所有生活用水直接从太阳能集热器获取，洗浴所用水需太阳能集热器的水经过燃气加热以后再加以利用。

根据运行经验，冬季太阳能集热器的集热量为全年平均集热量的50%，潍坊冬季自来水供水温度在10℃左右，即11-3月的太阳能集热器的出水温度：

t=10+35/2=27.5℃

由于人均生活热水量为60L，假设洗浴用水为30L。则30L用来直接应用，另外30L需要加热到45℃以后再利用。

其中潍坊燃气价格为2.5元，密度0.7174kg/m3热值为8700大卡（36410kj），燃烧器的热效率为85%。居民用电电价0.5元，电热水器效率95%。

11-3月（151天）的燃气加热费用计算：

所需加热量Q3=0.03×3×(45-27.5)×151×4185=995.3MJ 燃气量Q4=995.3/36.41/0.85=32.16m3 碳排放量=32.16×0.7174×2.75=63.45kg 燃气费用R1=32.16×2.5=80.4元 电加热费用R2= Q3/3.6/0.95×0.5=145.5元

电加热碳排放量=291/0.3577×3.6/29308×3.67×1000=366.74kg 从网上查询得燃气加热器和电加热器价格基本一致，均在1500元左右。

全年利用电或者燃气加热自来水给水的费用，潍坊自来水给水除去冬季的平均温度为18℃,冬季50%加热到25℃，剩余50%加热到45℃，其他季节只对50%的洗浴用水加热到45℃：

全年供热量Q=0.03×3×4185×（25-10）×151+0.03×3×4185

×（45-10）×151+0.03×3×4185×（45-18）×（365-151）=5250MJ

燃气加热费用R3=5250/36.41/0.85×2.5=424元

燃气碳排放量=5250/36.41/0.85×0.7174×2.75=334.60kg 电加热费用R3=5250/3.6/0.95×0.5=767.5元

电加热碳排放量=5250/3.6/0.95×3.6/29308×3.67×1000=692.02kg

静态投资回收年限=太阳能集热器价格/（燃气加热器运行费用-太阳能+燃气（或者太阳能+电））

经济性比较

太阳能+燃气加热器 投资 3500 太阳能+电加热器 3500 145.5 燃气加热电加热器 器 1500 424 1500 767 年运行费用80.4 （元） 静态投资回收5.8 年限 每年碳排量kg 63.45 7.8 366.74 334.60 692.02 注：2007年全国煤电效率35.77%，2.5m2太阳能集热器价格2000元、燃气和电加热器均为1500元，

从上表对比分析，上述四种方案，太阳能+燃气加热器的投资回收期较短、经济性好。而电加热器最为浪费。

程序代码：

Public Phi, Gama, Beta As Double 'input value

Dim H(11) As Double '计算得到的斜面日均辐射

Dim Ht(90) As Double '计算得到不同倾斜角的斜面年总辐射 Dim Xn(11), R(11) As Double 'xn means the represent day R=Ht/Hh

Public x, w1, w2, TempW, TempV, TempX, TempY, TempZ, TempM As Double '计算过程中用到的参数

Dim wsr(11), Abswsr(11), wss(11), Abswss(11) As Double '时角，wsr及wss Dim Hh(11), Hd(11), Delta(11), Ws(11), ws1(11), WsT(11), Ws1T(11) As Double Public A, B, C, D, aa, bb, cc, dd, a1, Rog, F, pi As Double Public I, J, K As Integer

Private Sub CmdDone_Click() On Error GoTo errhandler

'用上海水平面接收太阳辐射数据对Hh及Hd赋值

'Hh水平面总日射月平均日辐照量，Hd水平面散射日射月平均日辐照量 Hh(0) = 8.376 '对Hh赋值 Hh(1) = 10.93 Hh(2) = 14.423 Hh(3) = 16.679 Hh(4) = 20.77 Hh(5) = 21.055 Hh(6) = 16.776 Hh(7) = 15.663 Hh(8) = 14.884 Hh(9) = 12.093 Hh(10) = 9.098 Hh(11) = 7.657

Hd(0) = 3.425 '对Hd赋值 Hd(1) = 4.592 Hd(2) = 6.434 Hd(3) = 7.643 Hd(4) = 8.059 Hd(5) = 7.734 Hd(6) = 7.285 Hd(7) = 6.505 Hd(8) = 5.503 Hd(9) = 4.371 Hd(10) = 3.34 Hd(11) = 2.982

Xn(0) = 17 '对Xn赋值 Xn(1) = 47 Xn(2) = 75 Xn(3) = 105

Xn(4) = 135 Xn(5) = 162 Xn(6) = 198 Xn(7) = 228 Xn(8) = 258 Xn(9) = 288 Xn(10) = 318 Xn(11) = 344

F = 3.1415926 / 180

Phi = CSng(TxtPhi.Text) * F

Gama = CSng(TxtGama.Text) * F

Rog = 0.2

pi = 3.1415926

Print \最佳斜面倾角\年总辐射（MJ/（m^2)\

For I = 0 To 90 Beta = I * F

For K = 0 To 11 '计算delta,ws,ws1

Delta(K) = 23.45 * Sin(360 * (284 + Xn(K)) / 365 * F) WsT(K) = -Tan(Phi * F) * Tan(Delta(K) * F) Ws(K) = ArcCos(WsT(K)) / F

Ws1T(K) = -Tan((Phi - Beta) * F) * Tan(Delta(K) * F) ws1(K) = ArcCos(Ws1T(K)) / F

If ws1(K) > Ws(K) Then ws1(K) = Ws(K) '计算A,B,C,a,b,a1,d A = Cos(Beta) + Tan(Phi) * Cos(Gama) * Sin(Beta)

B = Cos(Ws(K) * F) * Cos(Beta) + Tan(Delta(K) * F) * Cos(Gama) * Sin(Beta) C = Sin(Beta) * Sin(Gama) / Cos(Phi)

aa = 0.409 + 0.5016 * Sin((Ws(K) - 60) * F) bb = 0.6609 - 0.4767 * Sin((Ws(K) - 60) * F) a1 = aa - (Hd(K) / Hh(K))

dd = Sin(Ws(K) * F) - F * Ws(K) * Cos(Ws(K) * F) '计算wsr,wss TempX = A * B

TempZ = A * A + C * C

TempM = A ^ 2 - B ^ 2 + C ^ 2 If TempM >= 0 Then

TempY = C * Sqr(TempM) Else

TempY = 0 End If

cc = (TempX + TempY) / TempZ Abswsr(K) = ArcCos(cc) / F

If Abswsr(K) > Ws(K) Then Abswsr(K) = Ws(K)

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/1qy2.html