<< Chapter < Page Chapter >> Page >

Và dễ dàng tìm được công suất nhiệt hữu ích trung bình Qn= GCpTn, [W], lượng nhiệt thu được mỗi ngày Q = 1 2 τ n Q n size 12{ { {1} over {2} } τ rSub { size 8{n} } Q rSub { size 8{n} } } {} , [J], .v.v.

Hiệu suất nhiệt panel  = Q n E ¯ F 1 size 12{ { {Q rSub { size 8{n} } } over { {overline {E}} F rSub { size 8{1} } } } } {}

với E ¯ size 12{ {overline {E}} } {} = 2 τ n 0 τ n / 2 E n sin τ τ n = 2 π E n size 12{ { {2} over {τ rSub { size 8{n} } } } Int rSub { size 8{0} } rSup { size 8{τ rSub { size 6{n} } /2} } {E rSub { size 8{n} } "sin"2π { {τ} over {τ rSub { size 8{n} } } } dτ= { {2} over {π} } } E rSub {n} } {} . Các công thức cụ thể cho các loại panel được giới thiệu ở bảng 4.2.

Các số liệu tính toán cho panel 1 m2 tĩnh và động:

Trong bảng 4.1 giới thiệu các số liệu tính toán cho mẫu panel 1m2 với hộp thu kích thước ab = 1 x 1 x 0,01 m3, được làm bằng thép tấm dày t = 0,001m, Co= 460 J/kgK , mặt thu F1 = 1m2 , độ đen  = 0,95, lớp không khí dày k = 0,01m, tấm kính dày K = 0,005 m , K = 0,8 W/mK , độ trong D = 0,95, lớp cách nhiệt bông thủy tinh dày C = 0,02 m, C = 0,055W/mK, dòng nước qua panel có G = 0,002 kg/s với nhiệt độ to = 30oC. Cường độ bức xạ cực đại En, lấy trung bình trong năm tại Đà nẵng, ở vĩ độ 16o bắc, là En = 1 365 E ni size 12{ { {1} over {"365"} } Sum {E rSub { size 8{ ital "ni"} } } } {} = 940 W/m2.

Hình 4.9. Hàm nhiệt độ khi tĩnh t() và khi động tđ() của panel 1m2 có W>WS

Bảng 4.1. Các số liệu tính toán cho panel 1m2

Thông số tính toán Công thức tính Giá trị Đơn vị
Hệ số tỏa nhiệt ra không khí  = λ k Σδ i size 12{ { {λ rSub { size 8{k} } } over {Σδ rSub { size 8{i} } } } } {} C(GrPr)n 8,5 W/m2K
Hệ số truyền nhiệt lên trên k1 = δ k λ k + δ K λ K + 1 1,3 α 1 size 12{ left ( { {δ rSub { size 8{k} } } over {λ rSub { size 8{k} } } } + { {δ rSub { size 8{K} } } over {λ rSub { size 8{K} } } } + { {1} over {1,3α} } right ) rSup { size 8{ - 1} } } {} 2,2 W/m2K
Hệ số truyền nhiệt qualớp cách nhiệt k2 = δ C λ C + 1 α 1 size 12{ left ( { {δ rSub { size 8{C} } } over {λ rSub { size 8{C} } } } + { {1} over {α} } right ) rSup { size 8{ - 1} } } {} 2,1 W/m2K
Khối lượng vỏ hộp thu m0 = t t (2F1 + 4 ) 16 kg
Khối lượng nước tĩnh m =  F1 ( - 2 t) 8 kg
Nhiệt dung hộp nước C = m0Co + mCp 40752 J/K
Dòng nhiệt dung qua hộp W = GCP + ki Fi 12,7 W/K
Công suất hấp thụ max P =  D EnF1 853,8 W
Tốc độ gia nhiệt max a = P C size 12{ { {P} over {C} } } {} 0,021 K/s
Tần số dao động riêngcủa panel b = W C size 12{ { {W} over {C} } } {} 3,13.10-4 s-1
Tốc độ góc tia nắng  = τ n size 12{ { {2π} over {τ rSub { size 8{n} } } } } {} 7,27.10-5 rad.s-1

Bảng 4.2. Công thức chung tính các thông số kỹ thuật đặc trưng và các số liệu cho panel nước nóng 1m2 có W>WS.

Thông số đặc trưng
Panel tĩnh Panel động
Công thức tính Số liệu Công thức tính Số liệu
Độ gianhiệt max Tm = a 2b ( 1 + a b 2 + 2 ) size 12{ { {a} over {2b} } \( 1+ { {a} over { sqrt {b rSup { size 8{2} } +4ω rSup { size 8{2} } } } } \) } {} 64 oC Tđm = a b 1 + ( ω / b ) 2 size 12{ { {a} over {b sqrt {1+ \( ω/b \) rSup { size 8{2} } } } } } {} 65,4 oC Nhiệt độ max tm=to+ a 2b ( 1 + b b 2 + 2 size 12{ { {a} over {2b} } \( 1+ { {b} over { sqrt {b rSup { size 8{2} } +4ω rSup { size 8{2} } } } } } {} ) 94 oC Tđm = to+ a b 1 + ( ω / b ) 2 size 12{ { {a} over {b sqrt {1+ \( ω/b \) rSup { size 8{2} } } } } } {} 95,4 oC Thời điểmđạt Tm m=n 3 8 1 artg b size 12{ left ( { {3} over {8} } - { {1} over {4π} } ital "artg" { {b} over {2ω} } right )} {} 6,8h đm=n 1 4 + 1 artg ω b size 12{ left ( { {1} over {4} } + { {1} over {2π} } ital "artg" { {ω} over {b} } right )} {} 6,9h Nhiệt độcuối ngày tc = to + 2aω 2 b ( 2 + b 2 ) size 12{ { {2aω rSup { size 8{2} } } over {b \( 4ω rSup { size 8{2} } +b rSup { size 8{2} } \) } } } {} 36 oC tđc = to + ω 2 + b 2 size 12{ { {aω} over {ω rSup { size 8{2} } +b rSup { size 8{2} } } } } {} 45 oC Độ gia nhiệt TB Tn= a 2b size 12{ { {a} over {2b} } } {} 34 oC Tđn= a ω 2 + 2b 2 πb ω 2 + b 2 size 12{ { {a left (ω rSup { size 8{2} } +2b rSup { size 8{2} } right )} over {πb left (ω rSup { size 8{2} } +b rSup { size 8{2} } right )} } } {} 42 oC Công suất hữu ích TB Qn= a 2b size 12{ { {a} over {2b} } } {} GCp 280 W Qđn= GCp a ω 2 + 2b 2 πb ω 2 + b 2 size 12{ { {a left (ω rSup { size 8{2} } +2b rSup { size 8{2} } right )} over {πb left (ω rSup { size 8{2} } +b rSup { size 8{2} } right )} } } {} 349 W Sản lượng nhiệt 1 ngày Q = n 4b size 12{ { {aτ rSub { size 8{n} } } over {4b} } } {} GCp 12MJ Qđ=GCp τ n 2 size 12{ { {τ rSub { size 8{n} } } over {2} } } {} a ω 2 + 2b 2 πb ω 2 + b 2 size 12{ { {a left (ω rSup { size 8{2} } +2b rSup { size 8{2} } right )} over {πb left (ω rSup { size 8{2} } +b rSup { size 8{2} } right )} } } {} 15MJ Sản lượngnước nóng M = τ n 2 G size 12{ { {τ rSub { size 8{n} } } over {2} } G} {} , tn = to + Tn 86kgở 64oC M = τ n 2 G size 12{ { {τ rSub { size 8{n} } } over {2} } G} {} , tđn = to + Tđn 86kgở 72oC Hiệu suất nhiệt panel = π aGC p 4 bEnF 1 size 12{ { {π ital "aGC" rSub { size 8{p} } } over {4 ital "bEnF" rSub { size 8{1} } } } } {} 46% = GC p a ω 2 + 2b 2 2 bEnF 1 ω 2 + b 2 size 12{ { { ital "GC" rSub { size 8{p} } a left (ω rSup { size 8{2} } +2b rSup { size 8{2} } right )} over {2 ital "bEnF" rSub { size 8{1} } left (ω rSup { size 8{2} } +b rSup { size 8{2} } right )} } } {} 58%

Điều kiện để chất lỏng sôi trong panel:

Để thu được nước sôi có nhiệt độ ts cần có điều kiện tm  ts hay Tm  ts - to = Ts.

Điều kiện sôi trong panel động là:

Tđm = P C b 2 + ω 2 size 12{ { {P} over {C sqrt {b rSup { size 8{2} } +ω rSup { size 8{2} } } } } } {}  Ts hay b = W C size 12{ { {W} over {C} } } {} P CT s 2 ω 2 size 12{ sqrt { left ( { {P} over { ital "CT" rSub { size 8{s} } } } right ) rSup { size 8{2} } - ω rSup { size 8{2} } } } {}

Do đó cần chọn C và W sao cho thỏa mãn 2 điều kiện:

C =  miCi  P ωT s size 12{ { {P} over {ωT rSub { size 8{s} } } } } {} = ε DE n F 1 τ n ( t s t o ) size 12{ { {ε ital "DE" rSub { size 8{n} } F rSub { size 8{1} } τ rSub { size 8{n} } } over {2π \( t rSub { size 8{s} } - t rSub { size 8{o} } \) } } } {} = CS, [J/K]

W = GCp+  kiFi  P T s 2 ( ) 2 size 12{ sqrt { left ( { {P} over {T rSub { size 8{s} } } } right ) rSup { size 8{2} } - \( Cω \) rSup { size 8{2} } } } {} = ω C S 2 C 2 size 12{ω sqrt {C rSub { size 8{S} } rSup { size 8{2} } - C rSup { size 8{2} } } } {} = WSđ , [W/K] Điều kiện thứ 2 sẽ được đáp ứng nếu  kiFi<WSđ và chọn G  1 C p size 12{ { {1} over {C rSub { size 8{p} } } } } {} (WSđ -  kiFi).

Điều kiện sôi trong panel tĩnh là:

Tm = a 2b ( 1 + a b 2 + 2 ) size 12{ { {a} over {2b} } \( 1+ { {a} over { sqrt {b rSup { size 8{2} } +4ω rSup { size 8{2} } } } } \) } {}  TS hay W  P 2T S 1 + 1 1 + ( 2ωC / W ) 2 size 12{ { {P} over {2T rSub { size 8{S} } } } left [1+ { {1} over { sqrt {1+ \( 2ωC/W \) rSup { size 8{2} } } } } right ]} {} .

Điều kiện này sẽ được đáp ứng nếu chọn:

C<CS ,  kiFi<WS và G< 1 C p size 12{ { {1} over {C rSub { size 8{p} } } } } {} (WS -  kiFi). = GS,

với WS là nghiệm của phương trình WS = P 2T S 1 + 1 1 + ( 2ωC / W S ) 2 size 12{ { {P} over {2T rSub { size 8{S} } } } left [1+ { {1} over { sqrt {1+ \( 2ωC/W rSub { size 8{S} } \) rSup { size 8{2} } } } } right ]} {}

Với panel 1 m2 đặt tại Đà nẵng, thì CS = 167 kJ/K, WSđ = 11,8 W/K, Ws=11,5W/K,

Get Jobilize Job Search Mobile App in your pocket Now!

Get it on Google Play Download on the App Store Now




Source:  OpenStax, Năng lượng mặt trời- lý thuyết và ứng dụng. OpenStax CNX. Aug 07, 2009 Download for free at http://cnx.org/content/col10898/1.1
Google Play and the Google Play logo are trademarks of Google Inc.

Notification Switch

Would you like to follow the 'Năng lượng mặt trời- lý thuyết và ứng dụng' conversation and receive update notifications?

Ask