Электрика

Солнечный тепловой коллектор: полезная мощность

Оценивает полезный теплосъём плоского коллектора по облучению, входной температуре и паспортным коэффициентам.

ϟбыстрый расчёт
онлайн

Введите данные

Площадь коллектора

м²

Облучение в плоскости коллектора

Вт/м²

Коэффициент отвода тепла FR

Оптическое произведение τα

Коэффициент теплопотерь UL

Вт/(м²·К)

Температура теплоносителя на входе

°C

Температура наружного воздуха

°C

Данные не отправляются на сервер

Результат

Тепловой баланс до отключения784Вт

Полезная мощность с отключением при убытке784 Вт

Отношение полезной мощности к солнечной49 %

Формула

Как считается результат

Уравнение Хоттеля — Уиллера: Q=A FR[G(τα)−UL(Tвх−Tвозд)]. При отрицательном балансе полезная отдача принимается нулевой: предполагается отключение циркуляции. Эффективность относительно падающего солнечного потока η=Qпол/(AG); разность температур имеет одинаковое значение в К и °C.

Пример с тестовыми данными

Тепловой баланс до отключения: 784 Вт; Полезная мощность с отключением при убытке: 784 Вт; Отношение полезной мощности к солнечной: 49 %

О расчёте

Как пользоваться
калькулятором

01
Подготовьте данные
Используйте исходные величины именно для рассматриваемого случая: площадь коллектора в м²; облучение в плоскости коллектора в Вт/м²; коэффициент отвода тепла fr; оптическое произведение τα; коэффициент теплопотерь ul в Вт/(м²·К); температура теплоносителя на входе в °C; температура наружного воздуха в °C.
02
Проверьте единицы и условия
Стационарный линейный баланс без квадратичных потерь, инерции, насосной мощности, затенения и бака. Облучение строго положительное для расчёта отношения. Не моделирует кипение, замерзание или защиту от перегрева; отрицательный исходный баланс показывается отдельно, а не скрывается.
03
Прочитайте результат
Паспортные FR, τα и UL относятся к выбранной площади и испытательному режиму. Коэффициенты FRτα и FRUL, уже перемноженные в паспорте, нельзя повторно умножать на FR. Если вход холоднее воздуха, окружающая среда добавляет тепло и отношение к солнечному потоку может превышать 100%.

Подробное объяснение

Как читать результат

Расшифровка показателей, пример вычисления и ограничения метода — без лишних терминов.

Что означают результаты

Паспортные FR, τα и UL относятся к выбранной площади и испытательному режиму. Коэффициенты FRτα и FRUL, уже перемноженные в паспорте, нельзя повторно умножать на FR. Если вход холоднее воздуха, окружающая среда добавляет тепло и отношение к солнечному потоку может превышать 100%.

Когда модель применима

Стационарный линейный баланс без квадратичных потерь, инерции, насосной мощности, затенения и бака. Облучение строго положительное для расчёта отношения. Не моделирует кипение, замерзание или защиту от перегрева; отрицательный исходный баланс показывается отдельно, а не скрывается.

Разбор по шагам

Пример расчёта

Пример 1

Исходные данные: Площадь коллектора: 2 м²; Облучение в плоскости коллектора: 800 Вт/м²; Коэффициент отвода тепла FR: 0,8; Оптическое произведение τα: 0,8; Коэффициент теплопотерь UL: 5 Вт/(м²·К); Температура теплоносителя на входе: 50 °C; Температура наружного воздуха: 20 °C
Вычисление: Уравнение Хоттеля — Уиллера: Q=A FR[G(τα)−UL(Tвх−Tвозд)]. При отрицательном балансе полезная отдача принимается нулевой: предполагается отключение циркуляции. Эффективность относительно падающего солнечного потока η=Qпол/(AG); разность температур имеет одинаковое значение в К и °C. Тепловой баланс до отключения: ((2) × (0,8) × ((800) × (0,8)-(5) × ((50)-(20)))) = 784 Вт. Полезная мощность с отключением при убытке: после вычисления по описанной формуле получаем 784 Вт. Отношение полезной мощности к солнечной: после вычисления по описанной формуле получаем 49 %.
Результат: Тепловой баланс до отключения: 784 Вт; Полезная мощность с отключением при убытке: 784 Вт; Отношение полезной мощности к солнечной: 49 %

Пример 2

Исходные данные: Площадь коллектора: 2 м²; Облучение в плоскости коллектора: 800 Вт/м²; Коэффициент отвода тепла FR: 0,8; Оптическое произведение τα: 0,8; Коэффициент теплопотерь UL: 5 Вт/(м²·К); Температура теплоносителя на входе: 20 °C; Температура наружного воздуха: 20 °C
Вычисление: Тепловой баланс до отключения: ((2) × (0,8) × ((800) × (0,8)-(5) × ((20)-(20)))) = 1 024 Вт. Полезная мощность с отключением при убытке: после вычисления по описанной формуле получаем 1 024 Вт. Отношение полезной мощности к солнечной: после вычисления по описанной формуле получаем 64 %.
Результат: Тепловой баланс до отключения: 1 024 Вт; Полезная мощность с отключением при убытке: 1 024 Вт; Отношение полезной мощности к солнечной: 64 %

Этот вариант использует другие исходные данные: Температура теплоносителя на входе — 20. Паспортные FR, τα и UL относятся к выбранной площади и испытательному режиму. Коэффициенты FRτα и FRUL, уже перемноженные в паспорте, нельзя повторно умножать на FR. Если вход холоднее воздуха, окружающая среда добавляет тепло и отношение к солнечному потоку может превышать 100%.

Формула и обозначения

area — площадь коллектора, единица: м².

irradiance — облучение в плоскости коллектора, единица: Вт/м².

removal — коэффициент отвода тепла fr.

optical — оптическое произведение τα.

loss — коэффициент теплопотерь ul, единица: Вт/(м²·К).

inlet — температура теплоносителя на входе, единица: °C.

ambient — температура наружного воздуха, единица: °C.

Практическое применение

Оценивает полезный теплосъём плоского коллектора по облучению, входной температуре и паспортным коэффициентам. Уравнение Хоттеля — Уиллера: Q=A FR[G(τα)−UL(Tвх−Tвозд)]. При отрицательном балансе полезная отдача принимается нулевой: предполагается отключение циркуляции. Эффективность относительно падающего солнечного потока η=Qпол/(AG); разность температур имеет одинаковое значение в К и °C.

Частые ошибки

Используйте исходные величины именно для рассматриваемого случая: площадь коллектора в м²; облучение в плоскости коллектора в Вт/м²; коэффициент отвода тепла fr; оптическое произведение τα; коэффициент теплопотерь ul в Вт/(м²·К); температура теплоносителя на входе в °C; температура наружного воздуха в °C.

Источники и допущения

Основание расчёта

Метод, правило или ставка сверены с указанным источником. Последняя проверка этой реализации: 2026-09-30.

Стационарный линейный баланс без квадратичных потерь, инерции, насосной мощности, затенения и бака. Облучение строго положительное для расчёта отношения. Не моделирует кипение, замерзание или защиту от перегрева; отрицательный исходный баланс показывается отдельно, а не скрывается.
Используйте исходные величины именно для рассматриваемого случая: площадь коллектора в м²; облучение в плоскости коллектора в Вт/м²; коэффициент отвода тепла fr; оптическое произведение τα; коэффициент теплопотерь ul в Вт/(м²·К); температура теплоносителя на входе в °C; температура наружного воздуха в °C.

NIST: испытания солнечных коллекторов и коэффициент отвода тепла ↗

Коротко о главном

Вопросы
и ответы

Что показывает «тепловой баланс до отключения»?＋

Как проверить расчёт на конкретном примере?＋

Площадь коллектора: 2 м²; Облучение в плоскости коллектора: 800 Вт/м²; Коэффициент отвода тепла FR: 0,8; Оптическое произведение τα: 0,8; Коэффициент теплопотерь UL: 5 Вт/(м²·К); Температура теплоносителя на входе: 50 °C; Температура наружного воздуха: 20 °C. Тепловой баланс до отключения: 784 Вт; Полезная мощность с отключением при убытке: 784 Вт; Отношение полезной мощности к солнечной: 49 %. Уравнение Хоттеля — Уиллера: Q=A FR[G(τα)−UL(Tвх−Tвозд)]. При отрицательном балансе полезная отдача принимается нулевой: предполагается отключение циркуляции. Эффективность относительно падающего солнечного потока η=Qпол/(AG); разность температур имеет одинаковое значение в К и °C.

Какие ограничения есть у метода?＋

Можно ли изменить исходные данные и сравнить варианты?＋

Да. Паспортные FR, τα и UL относятся к выбранной площади и испытательному режиму. Коэффициенты FRτα и FRUL, уже перемноженные в паспорте, нельзя повторно умножать на FR. Если вход холоднее воздуха, окружающая среда добавляет тепло и отношение к солнечному потоку может превышать 100%. Сравнивайте варианты в одинаковых единицах и при неизменных допущениях: Стационарный линейный баланс без квадратичных потерь, инерции, насосной мощности, затенения и бака. Облучение строго положительное для расчёта отношения. Не моделирует кипение, замерзание или защиту от перегрева; отрицательный исходный баланс показывается отдельно, а не скрывается.