1.计算步骤

计算太阳能集热器面积，首先要确定相关计算参数，具体如下：

(1)太阳能保证率f的确定

查设计地区太阳能资源属于我国太阳能资源的几类地区，选取太阳能保证率，一般取值30%~80%。不同地区热水系统太阳能保证率的推荐选用值如下表所示。

(2)确定管路及容积式换热罐热损失η_L。

综合考虑太阳能集热系统中的大部分循环管路、换热器及水箱热损失等，取η_L＝0.3~0.3。

(3)集热器年平均集热效率η_cd的确定。

查询集热器安装地点年平均太阳能辐照强度“G”，年平均太阳能辐照强度G的计算式为：G=J_t/3600S_y

式中J_t一当地纬度倾角平面年平均日辐照强量，MJ/dm²；

    S_y一年平均每日的日照小时数，h。

集热器年平均集热效率为 η_cd=a-b(t_i-t_a)/G

式中a，b一查太阳能集热器产品检测报告效率公式(每个太阳能产品都有其对应的效率曲线及效率公式)；

    η_cd一集热器瞬时效率；

     t_i一集热器进口温度，℃；

     t_a一环境温度，℃；

     G一年平均太阳能辐照强度，W/m²。

其中 t_i=t_l/3+2x(t_end-t_l)/3

式中t_l一年平均冷水温度，℃；

    t_end一贮水箱中水的终止设计温度，℃。

(4)集热器面积计算。

太阳能集热器组数根据GB50364《民用建筑太阳能热水系统应用技术规范》中的计算公式计算。

2.直接系统集热器面积

A_c=Q_wC_w(t_end-t_i)f÷J_tη_cd(1-η_L)

式中A_c一直接系统集热器总面积,m²；

    Q_w一日均用水量，kg；

    C_w一水的定压比热容，kj/(kg.℃)；

    t_end一贮水箱内水的设计温度，℃；

    t_i一水的初始温度，℃；

    J_t一当地集热器采光面上的年平均太阳辐射量，kj/m²；

    f一太阳能保证率，%，根据系统使用期内的太阳辐照、系统经济性及用户要求等因素综合考虑后确定，宜为30%~80%；

    η_cd一集热器的年平均集热效率，根据经验取值宜为0.25~0.5，具体取值应根据集热器产品的实际测试结果而定；

    η_L一贮水箱和管路的热损失率；根据经验取值宜为0.2~0.3。

3.间接系统集热面积

A_in=A_c(1+F_rU_lA_c/U_hxA_hx)

式中A_in一间接系统集热器总面积，m²；

    A_c一直接系统集热器总面积，m²；

    F_rU_l一集热器总热损系数，W/(m².℃)，对平板型集热器，F_rU_l宜取4~6W/(m².℃)，对真空管集热器，F_rU_l宜取1~2W/(m².℃)，具体数值应根据集热器产品实际测试结果而定；

    U_hx一换热器传热系数，W/(m².℃)；(该性能参数可由所选产品厂家提供)；

    A_hx一换热器换热面积，m²，(该性能参数可由所选产品厂家提供)。

4.集热器面积简化算法

在太阳能系统初步设计阶段，可以采用简化算法来降低工作量，其计算公式为

A_s=Q_rd/q_t

式中A_s一太阳能集热器面积，m²；

    Q_rd一设计日用水量，L/d；

    q_t一太阳能集热器单位面积每天热水量，L/(m².℃) (所选产品性能生产厂家提供)太阳能集热器日产水标准见下表。