太阳能热水器装置的性能指标问题的探讨
迄今为止,对于热水器性能的研究多集中于采热器上,对于热水器系统全体性能的测定则比较
少。采热器是热水器装置的关键部分,对它进行深入细致的研究无疑是重要的。但从另一方面讲,
对整体性能的测定也不容忽视,因为它体现着热水器的最终使用效果。
衡量热水器的性能指标,各厂家、各单位所使用者很不统一,有的看最高水温的数值,有的看
使用月份的长短或供水量的大小,最常用的则是所谓“日平均热效率”,它是指在一天中被采集的能
量与投射到采热器透光面上能量的比值。但热效率有一个重要特点,就是它在不同的气象条件和运
行参数下具有不同的数值,而且相差幅度很大。很明显,用这样的指标来评定热水器系统的性能,
特别是用来比较不同热水器系统问的优劣是不科学的。
热水器系统热效率数值的不确定性不是偶然的,这是由于在运行中表现出来的性能要受到计多
不确定的因素影响所致,热水器的运行温度水平和当时宅地的气象条件。如季节、太阳辐射强度、
大气透明度、大气温度以及风速风向等就属于这类因素。然而并非影响运行性能的所有因素都是多
变的。有一类因素是属于热水器系统本身所固有的、相对稳定的,如采热器的材料和结构,采热板
表面对辐射能的吸收与发射性能,透明盖板的穿透性能,所使用的保温材料的导热性能及系统的总
传热系数等。第二类因素主要取决于热水器系统的布置与配合方案,如热水器所在的地理位置、采
热器的方位和倾角、储水箱的相对容量等。一台热水器系统在运行中表现出来的性能乃是上述三类
因素综合作用的结果。
我们认为,作为性能指标,府对给定的热水器系统具合相对稳定的数值;应在给定的条件F决
定其运行性能;应有可能成为一个共同的标准,用以鉴定和评比各种形式和类型的热水器系统技术
水平的高低。规定这样的性能指标曾经是个难题,但近年来对热水器系统动忠特性数学描述的研
究,为科学地规定这种指标奠定丁理论基础。基于对系统运行特性的本质分析,本文把那些热水器
系统所固有的相对稳定的一些因素综合起来,提山了“系统特征因数”的概念,其定义为:
第一特征因数 x=F(旺)cH。/U(Zh一的 (1)
第二持征因数 Y=F(M)eCe/C (2)
2参数 2=C(2b一小/Ho巧 (3)
本文的第二部分将探讨系统特征因数的实验测定问题。众所周知,采热器性能的正规测定需要
特殊的回路和必不可少的一些专用设备和仪器。我们所介绍的测试方法不需要专门的测试回路,不
需要恒压水箱和流量计,也不需要加热器、冷却器等保持恒温装置,而是在已装成的热水器系统上
使用尽量少的仪表就地测定其特征因数。
最后,我们利用测得的特征因数结合2参数和气象数据计算了热水器系统的日运行曲线并与
实测数据进行了对比。
我们分析讨论的对象是自然循环式烈水器系统的无负荷运行工况。当然,就其基本思想而论,
其他形式的热水器系统并非不可借鉴。
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