太阳能热水器_空气能集热器的传热计算(上篇)
空气能集热器的热计算,与普通平板太阳能集热器的热计算及其考虑方法大体上是一样的。因此这里只给出其中几个主要参量的终表达式。
设空气流与吸热板之间的对流传热系数为hp[W/(m2.K)],空气流与玻璃盖板之间的对流传热系数为Hg[W/(m2.K)],玻璃盖板与吸热板之间的辐射传热系数为hp-g[W/(m2.K)],气流温度为了Tf(℃),玻璃盖板温度为了Tg(℃),吸热板表面温度为了Tp(℃),环境温度为了Ta(℃),如图8.5所示。这样,根据能量平衡原理,再假定空气不吸收辐射热,可得到如下三个能量平衡方程式:
(1)玻璃盖板的能量平衡方程式
(2)吸热板的能量平衡方程式
(3)空气流的能量平衡方程式
式中,Ut为玻璃盖板对环境的热损失系数,w/(m2.K);G为透过玻璃盖盖板入射到吸热板表面上的有效太阳辐照度,W/m2;Qu为单位面积空气集热器的有用能量收益,W/m2。
对公式(8.1)、(8.2)和(8.3)进行整理变换,可求得空气集热器的各个热性能参数为;
式中,hm为吸热板和玻璃盖板之间的对流传热系数,w/(m2,K);Ts为天空温度,K,hp-s为吸热板与天空的辐射传热系数,W/(m2.K);hg-s为玻璃盖板与天空的辐射传热系数,W/(m2•K);εp为吸热板的发射率,无因次;εg为玻璃盖板的发射率,无因次;t为玻璃盖板的太阳透射比,无因次。
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