[发明专利]一种太阳能一体化墙体的传热量计算方法

权利要求书

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：T_w,out—热辐射反射层的温度，K；Q_n—太阳能一体化墙体向室内的传热量，W；δ_w—基层墙体的厚度，m；λ_w—基层墙体的导热系数，W/(m·K)；A—换热面积，m²；h_in—室内空气与基层墙体内侧的对流换热系数，W/(m²·K)；T_in—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：Q_n—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)；ε_P,in—太阳能集热板内表面发射率；ε_w,out—热辐射反射层的发射率；δ_a,in内空气间层的厚度，m；λ_a,in—内空气间层空气的导热系数，以(T_P+T_w,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(T_P+T_w,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(T_P+T_w,out)/2作为定性温度来取值，m²/s；T_P—太阳能集热板温度，K；T_w,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：Q_T—太阳能一体化墙体向室外的传热量，W；T_P—太阳能集热板温度，K；T_out—室外气温，K；A—换热面积，m²；N—玻璃层数；V—室外风速的数值；ε_P,out—太阳能集热板外表面发射率；ε_g—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＝τ_gα_P,outIA (4)

式中：Q—太阳能集热板接收的太阳辐射得热量，W；τ_g—玻璃的透射率；α_P,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＝Q_n+Q_T (5)

式中：Q—太阳能集热板接收的太阳辐射得热量，W；Q_n—太阳能一体化墙体向室内的传热量，W；Q_T—太阳能一体化墙体向室外的传热量，W。

2.根据权利要求1所述的热辐射反射层(5)温度的计算公式、太阳能一体化墙体向室内的传热量计算公式、太阳能一体化墙体向室外的传热量计算公式、太阳能集热板(3)接收的太阳辐射得热量计算公式、热平衡关系式，其特征在于：联立方程(1)、(2)、(3)、(4)、(5)，以垂直面的太阳辐射强度I、室内气温T_in和室外气温T_out三个自变量为输入量，即可求解太阳能一体化墙体向室内的传热量Q_n、太阳能一体化墙体向室外的传热量Q_T、太阳能集热板(3)接收的太阳辐射得热量Q_T。