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太陽能平闆集熱器的結構與熱性能評價

發布時間:2015-01-20  來源:http://www.bnfpc.com/news/46.html

  太陽能平闆集熱器的結構
  太陽能平闆集熱器一般由吸熱闆、透明蓋闆、保溫層和外殼四部分組成。吸熱闆是吸收太陽輻射能并向傳熱工質傳遞熱量的部件,為使集熱器最大限度地吸收太陽輻射能,在吸熱闆上覆蓋有選擇性吸收塗層;為保護吸熱闆,在平闆型集熱器的上表面覆蓋透明蓋闆;保溫層是集熱器中抑制吸熱闆通過傳導向周圍環境散熱的部件;外殼是集熱器中保護及固定吸熱闆、透明蓋闆和保溫層的部件,具有一定的剛度和強度,有較好的密封性及耐腐蝕性。
  太陽能平闆集熱器的熱性能評價
  1.熱量平衡關系
  太陽能集熱闆吸收的太陽輻射能絕大部分用來加熱傳熱工質,此外還有小部分熱量通過對流和輻射的方式散失到周圍環境中,即:集熱器實際獲得的能量等于同一時段内入射在集熱器上的輻照能量減去集熱器對周圍環境散失的能量,故其熱平衡為:QU=QA-QL=AG(τα)e-AUL(tp-ta)式中:
  QU--集熱器實際獲得的能量;
  QA--入射到集熱器的有效太陽輻照量;
  QL--集熱器散失熱量;
  A--集熱器面積,m2;
  G--太陽輻照度,W/m2;
  (τα)e--透明蓋闆透射比τ與吸熱闆吸收比α的有效乘積;
  UL--集熱器總熱損系數,
  W/m2gK;tp--吸熱闆溫度,℃;
  ta--環境溫度,℃。
  由式1可以看出,太陽輻照度G、透明蓋闆的透射比τ與吸熱體塗層的吸收比α将直接影響集熱器獲得的太陽輻射能,基本成正比關系,其中G是外部影響因素,而τ與α則是決定于集熱器自身的内部因素;總熱損系數UL表征集熱器向外界散失熱量的能力,與熱損失能量成正比。
  2.熱性能的評價指标
  工程上一般采用瞬時效率來評價平闆型集熱器的熱性能,瞬時效率η是指在穩态(或準穩态)條件下,集熱器傳熱工質在規定時段内輸出的能量與入射在集熱器上的太陽輻照能量的比值,故其計算式為:

  該式是平闆型集熱器的熱效率方程,在太陽輻照度相同的天氣條件下,效率η越高,表征着集熱器的光熱轉換能力越強。傳熱工質輸出的能量也就是集熱器實際獲得的能量,在遵照熱量平衡關系的基礎上結合工程實際推導得出,與翅片效率、管闆結合工藝、管内傳熱工質的換熱系數、吸熱闆的結構尺寸等參數有關,是當前國内外學者研究的一個重點。


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