TRNSYS中的构件参数：辐射、吸收与散射效应详解

本文档主要介绍了Trnsys软件中的"构件参数"，这是一款广泛应用于建筑能源模拟领域的专业软件。文章首先探讨了物理模型在Trnsys中的应用，特别是辐射过程，包括太阳辐射的特性。太阳与地球之间的关系是关键因素，地球与太阳的平均距离大约为1.5亿公里，太阳直径约为139万公里，地球直径为12700公里。太阳辐射被描述为平行光，但在地球表面，由于32度视角的影响，实际接收的辐射有所衰减。 辐射光谱在Trnsys中占据重要地位，因为能量转换效率取决于不同波长的辐射。太阳光谱中，X射线和超短波辐射在进入地球大气层后会被氮、氧等气体吸收，大部分紫外线被臭氧吸收，而长波段的红外辐射在大气层外衰减严重。因此，对于能源利用来说，主要关注的是0.29至2.5微米的可见光和近红外区域。 太阳常数是衡量太阳辐射强度的一个重要指标，世界气象组织在1981年发布的标准值为1368瓦/平方米，表示在地球大气层外垂直于太阳辐射的表面上单位面积接收到的辐射能量。此外，文中还提到了直射辐射的衰减，这受日地距离变化、大气散射以及空气分子、水汽和灰尘对辐射的吸收影响。 散射在Trnsys中扮演着重要角色，大气中的臭氧吸收紫外线，水蒸气则吸收红外辐射。然而，这些数据在计算地面太阳辐射强度、光谱分布和漫射辐射方向时可能存在偏差，因为大气模型的复杂性使得一部分数据不能直接用于这些计算。 最后，集热平面拦截辐射的概念被提及，它描述了在任意时刻，太阳直射辐射如何被地球上不同方位的集热平面（如太阳能热水器或光伏板）接收。通过分析太阳相对于这些平面的角度，即太阳投射角，可以精确计算出能量的捕捉效率。不同的纬度位置会导致太阳投射角的不同，进而影响集热平面的辐射拦截情况。 Trnsys中的构件参数模块提供了详尽的物理模型，帮助用户理解和模拟建筑物在不同气候条件下的能量交换，这对于设计和优化建筑能源系统至关重要。