真空太阳集热管的入射乘积因子

摘要
　　为了简化真空太阳集热管能量采集的计算,提出了真空太阳集热管入射乘积因子的概念. 描述了入射乘积因子的分布特点,并以北京为例,计算了真空太阳集热管采集的能量. 指出了入射乘积因子在真空管式太阳热水器中的使用方法.
关键词:真空太阳集热管,入射乘积因子,遮阴,能量采集.

　引　言
在真空管式太阳热水器中,真空太阳集热管是重要的组成部分. 从构件上看,真空太阳集热管是真空管式太阳热水器与平板式太阳热水器的区别所在. 也正是这一不同,导致了这两类热水器在热性能上的明显差异. 如在平均热损系数上,真空管式太阳热水器的平均热损系数比平板式太阳热水器的平均热损系数小;在非稳态效率曲线上,真空管式太阳热水器的非稳态效率曲线是一条曲线,而平板式太阳热水器的非稳态效率曲线则是一条直线[1 ] ;在日平均效率上,真空管式太阳热水器的日平均效率一般要低于平板式太阳热水器的日平均效率. 作为导致上述热性能差异的原因,从构件上看,显然是采光面和吸热体的不同. 平板式太阳热水器的采光面和吸热体均是一个平面;而真空管式太阳热水器的采光面和吸热体均为圆柱面. 如果进一步分析它们的深层次原因,就会发现,二者的入射因子(阳光入射角的余弦) 存在着较大的差异,这是导致二者热性能(除平均热损系数外) 差异的主要原因. 作为平板式太阳热水器的入射因子,当所在地区和倾角确定之后,其值主要随季节和一日中的时点而变化;而对真空管式太阳热水器的入射因子来说,由于其采光面是一个圆柱面,所以其值除了与上述因素有关以外,还与入射光线入射到圆柱面上的位置有关. 另外,由于真空太阳集热管的管束排列,管间遮阴现象也是真空管式太阳热水器的一个特有的现象. 我们知道,入射因子对能量采集起着非常重要和直接的作用,入射因子的大小和变化范围都将影响热水器的集热性能. 本文主要探讨单根真空太阳集热管入射因子的分布特点,并通过与平板式采集面入射因子(即平板式太阳热水器的阳光入射因子) 的比较分析,提出了真空太阳集热管的入射乘积因子的概念. 并用此概念很方便地计算了单管采集的能量.