CN103514379A - 铜盘管换热效率计算方法 - Google Patents

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杜友志
王延楼
张忠波
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Abstract

本发明公开了一种铜盘管换热效率计算方法，其包括以下步骤：（1）计算太阳能真空管吸收的太阳能：Q1=C1M1△T1，其中，C1为集热箱内介质比热容，M1为集热箱内介质质量，△T1为集热箱进出口温度之差；（2）计算铜盘管内介质吸收的热量：Q2=C2M2△T2，其中，C2为集热箱内介质比热容，M2为集热箱内介质质量，△T2为集热箱进出口温度之差；（3）计算（Q2/Q1）ρ，其中ρ为系数，取值范围：环境温度在0-15℃时，ρ=1；环境温度在16-30℃时，ρ=0.9；环境温度在31-45℃时，ρ=0.85；本发明方法在综合计算的基础上，结合环境因素的影响，如考虑热胀冷缩等因素，再次乘以修正系数ρ对效率数据进行修正，最终精确地得出铜盘管换热效率，为大功率的太阳能空调设计提供了数据基础。

Description

铜盘管换热效率计算方法
技术领域
本发明涉及一种铜盘管换热效率计算方法，属于太阳能空调技术领域。
背景技术
真空管是真空管集热器最要部件，真空管的外管相当于平板集热器的透明玻璃盖板和外壳，其内管和附着在内管外表面的选择性吸收涂层相当于平板集热器的吸热体，内外管之间的真空夹层相当于平板集热器的隔热材料。
以国家标准《全玻璃真空太阳集热管（GB/T17049—1997）》为依据生产的全玻璃真空管具有优良的性能，其指标保证了全玻璃真空管集热器较高的吸热性能，有效的避免了平板集热器的传导和对流热损失。
太阳能空调的工作原理是：当机器通电工作后，压缩机排出高温高压的气体，进入太阳能集热器水箱内的铜盘管内，由于在太阳光作用下，水箱内的水迅速被加热到高温状态，通过水与铜盘管内的制冷剂换热，制冷剂吸收了热水的温度，提高了排气温度。之后进入冷凝器，进行散热制冷，制冷剂变成中温低压的液体，后经毛细管节流，制冷剂变成低温低压的气液两相状态，进入蒸发器蒸发，从而吸收空气中的热量，实现对房间的制冷。
由上述可知，真空管吸收的太阳能需要经盘管换热后利用，因此这就存在太阳能利用效率问题，在设计大型太阳能空调时，需要对换热效率进行精确计算，设计不准确将严重影响太阳能空调的使用。
发明内容
本发明的目的是提供一种铜盘管换热效率计算方法，该方法能够精确地计算出铜盘管换热效率。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种铜盘管换热效率计算方法，其包括以下步骤：
（1）计算太阳能真空管吸收的太阳能：
Q1=C1M1△T1
其中，C1为集热箱内介质比热容，M1为集热箱内介质质量，△T1为集热箱进出口温度之差；
（2）计算铜盘管内介质吸收的热量：
Q2=C2M2△T2
其中，C2为集热箱内介质比热容，M2为集热箱内介质质量，△T2为集热箱进出口温度之差；
（3）计算（Q2/Q1）ρ，其中ρ为系数，取值范围：
环境温度在0-15℃时，ρ=1；
环境温度在16-30℃时，ρ=0.9；
环境温度在31-45℃时，ρ=0.85。
本发明方法在综合计算的基础上，结合环境因素的影响，如考虑热胀冷缩等因素，再次乘以修正系数ρ对效率数据进行修正，最终精确地得出铜盘管换热效率，为大功率的太阳能空调设计提供了数据基础。
具体实施方式
集热器水箱内的介质为水，其比热容为4.2*103J/(kg*C)；铜盘管内的制冷剂为氟利昂-12，其比热容为0.67*103J/(kg*C)。
实施例1
在环境温度为10℃时：
（1）计算太阳能真空管吸收的太阳能：
Q1=C1M1△T1
其中，C1为集热箱内介质比热容，为4.2*103J/(kg*C)，M1为集热箱内介质质量，△T1为集热箱进出口温度之差；
（2）计算铜盘管内介质吸收的热量：
Q2=C2M2△T2
其中，C2为集热箱内介质比热容，为0.67*103J/(kg*C)，M2为集热箱内介质质量，△T2为集热箱进出口温度之差；
（3）计算得到热效率为（Q2/Q1）。
实施例2
在环境温度为20℃时：
（1）计算太阳能真空管吸收的太阳能：
Q1=C1M1△T1
其中，C1为集热箱内介质比热容，为4.2*103J/(kg*C)，M1为集热箱内介质质量，△T1为集热箱进出口温度之差；
（2）计算铜盘管内介质吸收的热量：
Q2=C2M2△T2
其中，C2为集热箱内介质比热容，为0.67*103J/(kg*C)，M2为集热箱内介质质量，△T2为集热箱进出口温度之差；
（3）计算得到热效率为0.9（Q2/Q1）。
实施例3
在环境温度为35℃时：
（1）计算太阳能真空管吸收的太阳能：
Q1=C1M1△T1
其中，C1为集热箱内介质比热容，为4.2*103J/(kg*C)，M1为集热箱内介质质量，△T1为集热箱进出口温度之差；
（2）计算铜盘管内介质吸收的热量：
Q2=C2M2△T2
其中，C2为集热箱内介质比热容，为0.67*103J/(kg*C)，M2为集热箱内介质质量，△T2为集热箱进出口温度之差；
（3）计算得到热效率为0.85（Q2/Q1）。
上述实施例也解释了太阳能空调并非环境温度越高（阳光照射条件好）工作效率越高，在高温读取，太阳能空调不易达到T3工况。
上述实施例不以任何方式限制本发明，凡是采用等同替换或等效变换的方式获得的技术方案均落在本发明的保护范围内。

Claims (1)

1.一种铜盘管换热效率计算方法，其特征在于包括以下步骤：
（1）计算太阳能真空管吸收的太阳能：
Q1=C1M1△T1
其中，C1为集热箱内介质比热容，M1为集热箱内介质质量，△T1为集热箱进出口温度之差；
（2）计算铜盘管内介质吸收的热量：
Q2=C2M2△T2
其中，C2为集热箱内介质比热容，M2为集热箱内介质质量，△T2为集热箱进出口温度之差；
（3）计算（Q2/Q1）ρ，其中ρ为系数，取值范围：
环境温度在0-15℃时，ρ=1；
环境温度在16-30℃时，ρ=0.9；
环境温度在31-45℃时，ρ=0.85。
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2003269813A (ja) * 2002-03-18 2003-09-25 Toto Ltd ヒートポンプシステム
CN2876624Y (zh) * 2006-04-06 2007-03-07 董桂英 太阳能热交换器
CN2893541Y (zh) * 2006-04-27 2007-04-25 吴兴柳 串联式真空管太阳能装置

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Title
谢天: "换热器换热效率及运行状况评价", 《川化》 *
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PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

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