Энергия

СОЛНЕЧНО-ВОЗДУШНАЯ ТЕМПЕРАТУРА

Тепловой поток Н, поступающий на непрозрачную, освещен­ную солнцем поверхность, равен:

Н — alt — єД-R - р Hq {tg ts),

где Я—общий тепловой поток, Вт/м2 площади поверхности; а — поглоща­тельная способность поверхности, %. Она представляет собой отношение спо­собности материала поглощать солнечное излучение к такой же способности абсолютно черного тела (а=1) (см величины для некоторых известных мате­риалов в приложении «Степень черноты и поглощательная способность мате­риалов); /1 — падающая солнечная радиация, Вт/м2, е —степень черноты поверхности, °/0. Она представляет собой отношение излучательной способно­сти материала к той же способности абсолютно черного тела (е=1); AR — разность между длинноволновой радиацией, падающей па поверхность из атмосферы и окружающей среды, и радиацией, излучаемой абсолютно черным телом при температуре наружного воздуха, Вт/м2; h0 — коэффициент радиаци­онного и конвективного теплообмена на внешней поверхности, Вт/(м2-град)- — температура наружного воздуха, °С; ts — температура внешней поверх­ности, ° С.

Солнечно-воздушная температура является воображаемой температурой наружного воздуха, в выражении которой отра­жен вклад солнечной радиации (alt и еЛR) в вышеприведенном уравнений наряду с теплоотдачей ho(t0—ts), так что результиру­ющая солнечно-воздушная температура te — это температура, которую поверхность «видит» под влиянием конвекции и радиа­ции. Выраженный через 4, Я становится

Н = ho (te — ts) = alt — + h0 (t0—ts),

а следовательно, 4 имеет вид

4 = t0 + (aIt/ho) — (eARIho).

Например, в табл. 26 «Справочника по основным вопросам» (1972) Американского общества инженеров по отоплению, холо­дильной технике и кондиционированию воздуха приводятся сол­нечно-воздушные температуры на 21 июля для 40° с. ш. В спра­вочнике предлагается принять для горизонтальных поверхностей ДЯ»20 (63 Вт/м2) є» 1, 4о~ 17 Вт/(м2-град); для вертикаль­ных поверхностей AR&0. Подставив эти значения в член — — AeR/h0, получим:

для горизонтальных поверхностей

-еД R/ho=------

для вертикальных поверхностей

— zAR/h0 —-- ^- = 0.

К

В табл. 26 параметр а/ho имеет две величины: 0,025 для свет­лых поверхностей и 0,05 (максимально вероятное значение) для темных поверхностей. Относительный теплоприток для некото­рых материалов см. в нижеследующей таблице.

В полдень 21 июля (средний солнечный день) на 40° с. ш. при­мерно 130 кДж могут поступать на обращенную на юг поверх­ность каждый час. Если температура воздуха равна 33° С и по­верхность имеет светлую окраску а/Ао = 0,025, поверхность «ви­дит» солнечно-воздушную температуру, равную 45° С. В табл 26 также показано, что если бы поверхность была темная (ct//z0 = 0,05), то солнечно-воздушная температура была бы рав­на 57° С.

Эта таблица, конечно, не является надежным инструментом для расчета снижения расхода энергии для отопления и охлаж­дения при использовании солнечной энергии, которая поступает на стены и крыши. Проектировщику необходимо корректировать ориентацию, размеры, цвет и состав поверхности в соответствии с эффектом, который каждое решение будет оказывать на по­требность в отоплении (или охлаждении) внутренних помеще­ний.

Основным источником информации для этого раздела явля­ется «Справочник по основным вопросам» Американского обще­ства инженеров по отоплению, холодильной технике и кондицио­нированию воздуха.