太陽能集熱器熱性能研究.pdf

1、太陽能集熱器集熱性能的影響因素是多樣的，主要分為外界影響和自身運行狀態(tài)的影響。其中外界條件中，積塵作為一個重要的因素，對太陽能集熱器集熱能力的影響是不可忽略的。系統(tǒng)中運行時，由于流經(jīng)集熱器的流量并不能保持恒定，流體流量的變化對集熱器的熱性能造成影響，同時現(xiàn)有的對集熱器熱性能進行測試的穩(wěn)態(tài)測試模型和動態(tài)測試模型都是在集熱器流量變化不大的情況下對集熱器熱性能進行的檢測，所以分析穩(wěn)態(tài)測試模型與流量的關系式以及動態(tài)測試模型中加入流量變化引起的熱

2、量損失這一修正項可以更好的預測集熱器的熱性能。
　　本文研究了熱管真空管集熱器、平板集熱器、CPC反光板集熱器以及全玻璃管集熱器四類集熱器表面積塵形態(tài)的不同以及積塵量的差異，分析了積塵對這四種集熱性能影響的不同。著重研究了積塵對平板太陽能集熱器集熱性能的影響，從積塵對平板太陽能集熱器瞬時效率的影響、積塵對平板太陽能集熱器臨界溫度的影響以及積塵對平板太陽能集熱器每日溫升的影響三個方面考慮，對平板太陽能集熱器在穩(wěn)態(tài)工況下有塵和無塵條件

3、下的集熱器的熱性能進行測試，并對集熱器進行了悶曬實驗，測試集熱器悶曬時達到的臨界溫度，通過每日集熱器實驗測量值，對灰塵的遮陽系數(shù)以及太陽能集熱器的溫升做了計算。試驗結果表明，受積塵因素的影響，平板太陽能集熱器、全玻璃真空管集熱器、熱管真空管集熱器以及CPC反光板集熱器的集熱效率分別下降了9.69％、15.45％、20.95％、35.21％。積塵對平板太陽能集熱器的影響主要表現(xiàn)在對其表面玻璃透光率的影響，積塵對其透光率影響可達13.3％，

4、積塵對換熱系數(shù)的影響較小，只有0.2％，可以忽略。受積塵的影響，平板集熱器在某一時刻可達到的臨界溫度也有所降低，最高可降低7.2℃，嚴重降低了集熱器在某一時間段內(nèi)的集熱效率，有塵和無塵集熱器在一天內(nèi)的溫升值也是不一樣的，受積塵的影響，集熱器的溫升值下降了0-1℃，在一天的正午時間，溫升最大。
　　以平板太陽能集熱器為研究對象，對流體流量對平板型集熱器集熱效率的影響進行了實驗研究，通過測量集熱器在不同流體流量的工況下集熱器進口溫度和

5、出口溫度，計算太陽能集熱器效率，同時根據(jù)實驗值推導集熱器熱轉移因子以及集熱器熱損系數(shù)在不同流量下的數(shù)值，觀察集熱器效率、熱轉移因子及熱損系數(shù)隨流量的變化趨勢，通過熱轉移因子、熱損系數(shù)分別對流量進行擬合回歸，建立關于流量的集熱器效率方程式，針對平板太陽能集熱器穩(wěn)態(tài)測試模型提出修正，建立的集熱器效率方程可以很好的反映出不同流量工況下集熱器效率的變化趨勢且能清楚的得到集熱器最佳性能下的流體流量。
　　從平板太陽能集熱器本身結構特點分析了

6、其傳熱機理，將由運行過程中由流量變化引起的集熱器的熱量損失考慮在內(nèi)，在現(xiàn)有的動態(tài)測試模型基礎上，引入了一個關于流量變化引起的熱損的修正項，建立新的動態(tài)測試模型，并根據(jù)實驗值對其系數(shù)進行確定。并用該測試模型對平板太陽能集熱器在穩(wěn)態(tài)測試工況、恒流量動態(tài)測試工況、集熱器進出口溫差恒定的動態(tài)測試工況、集熱器出口溫度恒定的動態(tài)測試工況以及集熱器表面積塵情況下的動態(tài)測試工況的得熱量分別進行了預測，并將其與實際得熱量進行了對比分析，比較其最高誤差和平