采暖用平板式太阳能集热器的最佳倾角和最佳方位角

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1、维普资讯http://www.cqvip.comhniquecI—ec复ommuaion．照．~．．采暖用平板式太阳能集热器的最佳倾角和最佳方位角天津城市建设学院赵树兴摘要本文采用典型年气象资料，以平板式太阳能集热器在整个采暖季的单位集热面积的太阳辐射得热总量为目标函数，进行动态计算分析，给出了采暖用平板式太阳能集热器在不同地区的最佳倾角和最佳安装方位角。关键词平板式太阳能集热器最佳倾角最佳安装方位角太阳能采暖OptimaltiltAngleandInstallationAzimuthofFlatPlateSolarCollectorforHeatingbyZhaoShuxing

2、AbstractInthispaper，totalsolarheatgainofunitareaflatplatesolarcollector，astargetfunction，isdynamicallycalculatedbymeansofhourlyweatherdataofthetypicalyear．OptimaltiltangleandinstallationazimuthofflatplatesolarcollectorforheatingaregivenKeywordsFlatPlateSolarCollectorOptimalTiltAngleOptimalIns

3、tallationazimuthSolarHeating0引言阳能有效得热量(有用能)与太阳能得热量之比近似随着我国能源消耗总量的增加，传统的化石燃为一常数。料必将越来越紧缺，同时使用化石燃料所造成的环在此假定条件下，采用典型年气象资料，以平板境污染也将Et益严重。开发利用太阳能不但可以缓式太阳能集热器在整个采暖季的单位集热面积的太解我国化石燃料的紧缺局面，还可以减轻环境污染。阳辐射得热总量为目标函数进行动态分析计算，便可因此，太阳能采暖越来越受到人们的关注。本文旨在以得出其在不同地区的最佳倾角和最佳安装方位角。探讨平板式太阳能集热器在采暖中如何最大限度地1．2基本计算依据利用太

4、阳能。www.zhulong.com气象监测站测量的太阳辐射是水平面上的逐时1基本假定及计算依据总辐射值和散射值。所用典型年气象数据中的太阳1．1基本假定辐射则为水平面上的逐时直射值和散射值。因此，在平板式太阳能集热器的热性能的详细分析是一计算中必须将它们转化为平板式太阳能集热器表面个非常复杂的问题。在实际应用中，其环境温度、吸上的直射值和散射值。热板平均温度、流体平均温度、流体进口温度等都是1)太阳直射辐射强度变化的，特别是用于主动式太阳能热水采暖时更是任意平面上得到的太阳直射辐射强度与太如此。通过改变集热系统的运行工况，在环境温度较阳光对该平面的入射角有关。如果某平面的倾角为

5、0低时采用小流量低温运行，在环境温度较高时采用大流量高温运行。在这种情况下，通过适当控制可以赵树兴，1962年，讲师维持平板集热器热损失率基本恒定，即假定平板式太阳能集热器用于主动式太阳能热水采暖时，其太维普资讯http://www.cqvip.com时，其表面所接受的太阳直射辐射强度为：太阳能集热器盖板的辐射热量(假定盖板不吸收太／o0=cosi(1—1)阳辐射)。因此，可采用下式计算：式中：SHGCn)=HG(n)=lld：与太阳光线垂直面上的太阳直射辐射强度；式中：Jsinh(1—2)HG)：时刻单位时间内太阳辐射透过单位面式中：积盖板的辐射热量；：水平面上的太阳直射辐射强

6、度，即为气象监：时刻射到平板式太阳能集热器盖板上的太阳测站测量的水平面上的逐时直射值。直射辐射强度，此时入射角为；h：太阳高度角；：时刻射到平板式太阳能集热器盖板上的太阳i：太阳入射角。散射辐射强度；由公式(1—1)和公式(1—2)可以得到任意平面：平板式太阳能集热器盖板对入射角为时的上得到的太阳直射辐射强度『伪为：太阳直射辐射的透过率；：平板式太阳能集热器盖板对太阳散射辐射的Ioo=joNCOSc=Ioe透过率，可用下式计算：2)天空散射辐射强度，2天空散射辐射强度是太阳光经过大气层时，由~-d=2／0sinlcosldi于大气中的薄雾和少量尘埃等使光线向各个方向反2计算结果及

7、分析射和折射，形成一个由整个天空所照射的散射光。根据上述基本假设计算公式，利用我国部分地区通常假定天空散射辐射为等灰度辐射，因此，与典型年采暖季逐时气象数据，对平板式太阳能集热器水平面呈0倾角的外表面上所能“看见”的天空的百在不同地区不同安装方位角及不同倾角情况下的单分数为(1+cos0)／2，故与水平面呈倾角的外表面上的位集热面积的太阳辐射得热总量，进行了动态计算。天空散射强度j。为：2．1单位集热面积的太阳辐射得热总量随安装倾JD0=IoH(1+cos0)／2角的变化式中：w