设计一台家用太阳能的晒水箱,要求装有50kg水,经过6小时暴晒后水能升到30℃~50℃,如果这种晒衣箱的热效率是40%,那么需要安装的受阳光垂直照射的面积应在什么范围内最合适?已知太阳处置照

Question

设计一台家用太阳能的晒水箱,要求装有50kg水,经过6小时暴晒后水能升到30℃~50℃,如果这种晒衣箱的热效率是40%,那么需要安装的受阳光垂直照射的面积应在什么范围内最合适?已知太阳处置照射地面,地表能吸收的辐射热是1.26*10³J/（s·m）

Answer 1

设晒水箱的面积为S,
则：6h水箱中的水所吸收的热量Q1=1.26*1000j/(s*m2)*6*3600s*S*40%,
而水升温所吸收的热量Q2=cm△t=4.2*1000j/(kg*℃)*50kg*△t,
∵Q1=Q2 ,
∴S=[4.2*1000j/(kg*℃)*50kg*△t]/[1.26*1000j/(s*m2)*40%],
当△t=30℃时,求出s1,当△t=40℃时,求出s2,范围即s1---s2
在该题目中,热效率是指被晒水箱中水所吸收的热量与该面积上所得到的太阳辐射热量的比值,用%表示.
注意：该题目没考虑太阳的直射斜射问题.