On the concept of an optimum design for solar heating exemplified by the winter 1976/77 and 1977/78 at Huntsville, Alabama

Summary

The design of an optimized solar heating system is analyzed based on a new concept which relates degree days as the heat requirement and incoming solar radiation as the heat source. The methodology is exemplified by data from Huntsville, Alabama, for the last two winters 1976/77 and 1977/78. A solar heating system based on an expected incoming solar radiation of 190 Langleys/day would have needed an amount of 27 days supplementary energy but a system designed for an expected value of 140 Langleys/day required only 11 days of additional heat. In the first case most of the supplementary heat must be provided by a carry-over from the previous months while the second system could build up the stored energy during December. An optimized system is a design which strikes a balance between the size of the collector area and the size of storage to result in the minimum cost for the consumer.

Zusammenfassung

Ein neues Konzept für den Entwurf einer optimalen solaren Heizanlage wird vorgeschlagen. Es beruht auf dem Prinzip des Heizgradwertes als Wärmeverbrauch und der Sonnenstrahlung als Wärmequelle. Die Methode wird am Beispiel der letzten zwei Winter in Huntsville, Alabama, demonstriert. Unter der Annahme einer durchschnittlichen Sonnenstrahlung von 190 Langleys/Tag wäre ein Wärmevorrat von 27 Tagen notwendig, der sich für eine Basis von 140 Langleys/Tag auf 11 Tage verringert. Im ersten Falle muß der zusätzliche Wärmeverbrauch bereits zum Beginn des Dezember vorliegen, während er im letzten Fall im Laufe des Dezember angesammelt wird. Eine optimale Heizanlage führt zu einem Minimum der Gesamtkosten für die Kombination der Kollektoren der Sonnenstrahlung und der Wärmespeicheranlage.