Основные публикации по солнечной энергии

Средняя температура поглощающей пластины

Чтобы рассчитать характеристики коллектора, необходимо знать полный коэффициент потерь. Однако V^ является функцией тем­пературы пластины, и, следовательно, расчет должен проводиться ме­тодом итераций. Среднюю температуру жидкости можно найти интег­рированием уравнения (7.6.3) от нуля до L:

Tf.m-Y [hydy - (7Х1)

В результате интегрирования и подстановки выражений (7.7.4) для и (7.7.5) для Qn Клейн [8] получил следующее выражение:

QJK L fr

Вследствие наличия термического сопротивления при переносе тепла от поглощающей поверхности к жидкости средняя температур? пластины будет всегда выше средней температуры жидкости* В сис­темах нагрева жидкостей эта разность температур обычно мала, од нако в воздухонагревателях она может быть существенной.

Из-за изменения тепловых потерь по длине коллектора разності температур пластины и жидкости не постоянна в направлении потока. Приближенно средняя температура пластины и средняя температура жидкости связаны соотношением

Tp. m-Tf. m=QuRp. f, (7.8.3)

где Rp_f — сопротивление переносу тепла от пластины к жидкости Для систем нагрева жидкости или воздуха термическое сопротивлен между пластиной и жидкостью определяется главны^ образом коэф­фициентом конвективной теплоотдачи. Эго предполагает для трубча­то-реберных коллекторов выоокие значения теплопроводности со* единения трубы с пластиной и эффективности ребра. Таким образом величина Rp _ ^ для жидкости, текущей по трубам, определяется вы ражением 1('Ад | тг Df nL), где ии£ - число труб и их длина соответ­ственно. Для простого воздухонагревателя (фиг. 7.12.1, д) это сопро­тивление равно обратной величине произведения коэффициента тепло­отдачи от пластины к воздуху на площадь коллектора.

Уравнения (7.8.2) и (7.8.3) можно решить методом итераций сов­местно с уравнением (7.4.9). Сначала оценивается средняя темпера­тура пластины, по которой рассчитывается Ur. Для приближенных значений Р, Fr и Qu по уравнениям (7.8.2) и (7.8.3) определяется новое значение средней температуры пластины и цикл расчетов повто­ряется. При обоснованной начальной оценке необходимость в таком итерационном процессе часто отпадает.

Пример 7.8.1. Найти среднюю температуру пластины для усло­вий примера 7.7.1.

Подставляя в (7.8.2) UL «8,0 Вт/(м2 трэд), Р =« 0,897,

Fr ** 0,824 и 300 Вт/м2, получаем

т. тш 60 + ...30?— ( - Mi.’) = 64 °С. и 8x0,824 0,897 /

Значение Qu/Ac » 300 Вт/м2, принятое при расчете Т^т,- примерно среднее значение полезной энергии.

Средняя температура пластины определяется с помошью со* отношений (7,8.3):

300 х 2 х 1 оп

Т m — 64 + “ 65 С,

р, т 1500 х-тгх 0,016x2(1/0,15)

Эго значение Т т было использовано в примере 7.4.2 при вы­числении Ui. Отметим, что средняя температура пластины не* сколько изменяется с изменением qu в течение суток, однако ее влияние на V^ будет мало.