附录C 太阳能集热器平均集热效率计算方法

C.0.1 太阳能集热器的集热效率应按下列公式计算：

式中：
η——以T*为参考的集热器热效率（％）；
η₀——T*=0时的集热器热效率（％）；
U——以T*为参考的集热器总热损系数［W（/㎡·K）］；
a₁——以T*为参考的常数；
a₂——以T*为参考的常数；
G——总太阳辐照度（W/㎡）；
T*——归一化温差［（㎡·K）/W］，计算式为T*=（t_i-t_a）/G，t_i为集热器工质进口温度（℃），t_a为环境温度（℃）。
C.0.2 当计算短期蓄热太阳能供热釆暖系统太阳能集热器集热效率时，归一化温差计算的参数选择应符合下列规定：
1 直接系统的集热器工质进口温度(t_i)应取采暖系统的回水温度，间接系统的集热器工质进口温度(t_i)应等于采暖系统的回水温度与换热器的换热温差之和。
2 环境温度(t_a)应取当地12月的月平均室外环境空气温度。
3 总太阳辐照度(G)应按下式计算：

式中：
G——总太阳辐照度（W/㎡）；
H_d——当地12月集热器采光面上的太阳总辐射月平均日辐照量［kJ（/㎡·d）］；
S_d——当地12月的月平均每日的日照小时数（h）。
C.0.3 当计算季节蓄热太阳能供热釆暖系统太阳能集热器集热效率时，归一化温差计算的参数选择应符合下列规定：
1 直接系统的集热器工质进口温度(t_i)应取釆暖系统的回水温度，间接系统的集热器工质进口温度(t_i)应等于采暖系统的回水温度与换热器换热温差之和。
2 环境温度(t_a)应取当地的年平均室外环境空气温度。
3 总太阳辐照度(G)应按下式计算：

式中：
G——总太阳辐照度（W/㎡）；
H_y——当地集热器采光面上的太阳总辐射年平均日辐照量［kJ（/㎡d）］；
S_y——当地的年平均每日的日照小时数（h）。

条文说明

C.0.1 本条强调太阳能集热器的集热效率应根据选用产品的实际测试效率方程计算得出。因为不同企业生产的产品热性能差别很大，如果不按具体产品的测试方程选取效率，将会直接影响系统的正常工作和预期效益。
太阳能集热器实测的效率方程可根据实测参数拟合为一次方程或二次方程，无论是一次还是二次方程，均可用于设计计算。
《平板型太阳能集热器》GB/T 6424-2007、《真空管型太阳能集热器》GB/T 17581-2007对合格产品基于釆光面积效率方程中相关参数（一次方程中的η₀和U）应达到的要求作出了规定。平板型集热器：η₀≥0.72，U≤6.0W/(㎡·K)；无反射器真空管集热器：η₀≥0.62，U≤2.5W/(㎡·K)。
以下给出一个计算实例。
如一个真空管型太阳能集热器基于总面积，经测试得出的效率方程分别为：
一次方程：η＝0.680－3.231T*
二次方程：η＝0.660－1.880T*－0.013G(T*)²
该太阳能集热器将用于北京市一个短期蓄热、地板辐射采暖的太阳能供热釆暖系统，采暖回水温度t_i取35℃，t_a取北京12月的平均环境温度-2.7℃，北京12月太阳能集热器釆光面上的太阳总辐射月平均日辐照量H_d为13709kJ/(㎡·d)，12月的月平均每日的日照小时数S_d为6.0h。
则G＝Hd/(3.6S_d)＝13709/(3.6×6)＝635W/㎡
T*＝(t_i－t_a)/G＝(35＋2.7)/635＝0.06
选用一次方程：η＝0.680－3.231T*＝0.680－3.231×0.06＝0.486
选用二次方程：η＝0.660－1.880T*－0.013G(T*)2＝0.660－1.880×0.06－0.013×635×0.0036＝0.517
C.0.2 在我国大部分地区，基本上可以用12月的气象条件代表冬季气候的平均水平，所以，短期蓄热太阳能供热采暖系统的设计选用12月的平均气象参数进行计算。
C.0.3 通常情况下，季节蓄热太阳能供热釆暖系统是贮存全年收集的太阳能用于釆暖，所以其系统设计是选用全年的平均气象参数进行计算。

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