F/ 的意义及不同结构集热器表达式
引人F/后,有用能量收益中的热损失项不(Tp,m-Ta)成正比,而与(TfーTa)成正比,由于集热板平均温度Tp,m水远比局部流体温度Tf高,这样估计的损失项自然变小,从而放大了有用能量收益。
F/的物理意义可理解为集热器保持实际有用能量收益的修正系数.从式中可以看出,分子项为集热板对环境的传热热阻,分母项则为集热介质对环境的传热热阻,用1/U。表示,它由结合热阻、集热介质与管壁间对流热阻、顶部及底部热阻组成,即
因此,效率因子F/代表流体对外界的传热系数与集热板对外界的传热系数之比.其数值随着集热板厚度、翅片效率、结合处导热系数,以及集热介质与流道间的换热系数等数值的增大而增大,随流道间距以及集热器热损系数的增加而降低。
集热器的效率因子是一个与集热器结构有关的物理量。对于一定的结构设计和集热介质流量,效率因子基本上是一个常数.一个设计良好的平板型太阳能集热器,效率因子F/约在0.9~1.0。
对于不同结构的集热板,效率因子F的计算式也各不相同.若管板结构如图3-19(a)所示,效率因子的计算式为
若结构形式如图3-19(b)所示,效率因子的计算公式为
除了上述管板结构的集热器的效率因子处,其他几种集热器的效率因子表达 式分别为:
翼管式集热器
扁盒式集热器
多管式集热器