[发明专利]一种太阳能一体化墙体的传热量计算方法

摘要

本发明提供一种太阳能一体化墙体的传热量计算方法，包括一体化墙体本体，其特征是：所述一体化墙体本体包括基层墙体，所述基层墙体的外侧由内而外依次设置为热辐射反射层、内空气间层、太阳能集热板、外空气间层和玻璃幕墙。本发明切实可行的提出了一种以垂直面的太阳辐射强度、室内气温和室外气温三个自变量为输入量的太阳能一体化墙体的传热量计算方法，为太阳能一体化建筑墙体的传热计算和热性能评估提供了重要的理论基础，指导太阳能一体化墙体技术的结构与功能设计和实际工程中的推广应用。

主权项

1.一种太阳能一体化墙体，包括一体化墙体本体，其特征是：所述一体化墙体本体包括基层墙体(6)，所述基层墙体(6)的外侧由内而外依次设置为热辐射反射层(5)、内空气间层(4)、太阳能集热板(3)、外空气间层(2)和玻璃幕墙(1)；所述基层墙体(6)为自保温墙体；所述太阳能集热板(3)为平板式太阳能集热板；所述内空气间层(4)由热辐射反射层(5)与太阳能集热板(3)相隔而成；所述外空气间层(2)由太阳能集热板(3)与玻璃幕墙(1)相隔而成；所述热辐射反射层(5)温度的计算公式为：式中：Tw,out—热辐射反射层的温度，K；Qn—太阳能一体化墙体向室内的传热量，W；δw—基层墙体的厚度，m；λw—基层墙体的导热系数，W/(m·K)；A—换热面积，m2；hin—室内空气与基层墙体内侧的对流换热系数，W/(m2·K)；Tin—室内气温，K。所述太阳能一体化墙体向室内的传热量计算公式为：式中：Qn—太阳能一体化墙体向室内的传热量，W；A—换热面积，m2；σ—斯忒藩‑波耳兹曼常量，5.67×10‑8W/(m2·K4)；εP,in—太阳能集热板内表面发射率；εw,out—热辐射反射层的发射率；δa,in内空气间层的厚度，m；λa,in—内空气间层空气的导热系数，以(TP+Tw,out)/2作为定性温度来取值，W/(m·K)；υ—内空气间层空气的运动粘度，以(TP+Tw,out)/2作为定性温度来取值，m2/s；g—重力加速度，9.8m/s2；α—内空气间层空气的热扩散系数，以(TP+Tw,out)/2作为定性温度来取值，m2/s；TP—太阳能集热板温度，K；Tw,out—热辐射反射层温度，K。所述太阳能一体化墙体向室外的传热量计算公式为：式中：QT—太阳能一体化墙体向室外的传热量，W；TP—太阳能集热板温度，K；Tout—室外气温，K；A—换热面积，m2；N—玻璃层数；V—室外风速的数值；εP,out—太阳能集热板外表面发射率；εg—玻璃发射率；σ—斯忒藩‑波耳兹曼常量，5.67×10‑8W/(m2·K4)。所述太阳能集热板(3)接收的太阳辐射得热量计算公式为：Q＝τgαP,outIA                                                          (4)式中：Q—太阳能集热板接收的太阳辐射得热量，W；τg—玻璃的透射率；αP,out—太阳能集热板外表面的吸收率；I—垂直面的太阳辐射强度，W/m2；A—换热面积，m2。所述太阳能一体化墙体向室内的传热量、太阳能一体化墙体向室外的传热量、太阳能集热板(4)接收的太阳辐射得热量存在如下热平衡关系式：Q＝Qn+QT                                                            (5)式中：Q—太阳能集热板接收的太阳辐射得热量，W；Qn—太阳能一体化墙体向室内的传热量，W；QT—太阳能一体化墙体向室外的传热量，W。