真空管型太陽(yáng)能熱水器與中溫集熱器熱性能研究.pdf

1、隨著我國(guó)城鎮(zhèn)化的不斷發(fā)展，建筑能耗在全社會(huì)能耗中所占比例不斷增加，推廣太陽(yáng)能熱利用技術(shù)在民用建筑中的應(yīng)用，是實(shí)現(xiàn)建筑節(jié)能減排，促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展的有效途徑。本課題對(duì)全玻璃真空管型太陽(yáng)能熱水器和中溫真空管型太陽(yáng)能集熱器兩種典型太陽(yáng)能熱利用裝置的熱性能進(jìn)行了模擬和實(shí)驗(yàn)研究，并對(duì)太陽(yáng)能熱利用系統(tǒng)在民用建筑中的應(yīng)用效果評(píng)價(jià)方法進(jìn)行了研究。
　　首先，通過(guò)理論分析確定了影響全玻璃真空管型太陽(yáng)能熱水器熱性能的主要因素。設(shè)計(jì)全玻璃真空管型太陽(yáng)能熱水

2、器的熱性能實(shí)驗(yàn)方法并研制開發(fā)了太陽(yáng)能熱水器熱性能實(shí)驗(yàn)檢測(cè)裝置。通過(guò)實(shí)驗(yàn)分析了單位面積容水量、真空管管間距、真空管長(zhǎng)度、保溫厚度等參數(shù)對(duì)全玻璃真空管型太陽(yáng)能熱水器熱性能的影響，發(fā)現(xiàn)以上參數(shù)中單位面積容水量對(duì)日有用得熱量和日平均效率影響最大，單位面積容水量每增加10kg/m2，日有用得熱量增加0.53～1.56MJ/m2，日平均效率增加3.1％～9.2%。將實(shí)驗(yàn)結(jié)論應(yīng)用到太陽(yáng)能熱水器改進(jìn)中取得了良好的效果，證明實(shí)驗(yàn)結(jié)論可用于指導(dǎo)全玻璃真空管

3、型太陽(yáng)能熱水器的設(shè)計(jì)和開發(fā)。
　　其次，以直流式真空管型中溫太陽(yáng)能集熱器作為典型中溫太陽(yáng)能集熱器，采用控制容積平衡法建立了集熱器的熱性能模型并開發(fā)了迭代求解方法。隨后研制開發(fā)了中溫太陽(yáng)能集熱器熱性能測(cè)試裝置，利用該測(cè)試裝置對(duì)某廠家生產(chǎn)的直流式真空管型中溫太陽(yáng)能集熱器進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，并與模擬結(jié)果進(jìn)行對(duì)比發(fā)現(xiàn)，模擬得到的截距比實(shí)驗(yàn)值高0.0426，相對(duì)偏差約5.9%，熱損系數(shù)增加了0.2140℃/(W·m-2)，相對(duì)偏差約5.6%。所建立的

4、模型得到了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，可用于直流式真空管型中溫太陽(yáng)能集熱器熱性能的分析研究。
　　再次，利用驗(yàn)證后的模型及其求解方法，模擬分析了影響中溫真空管型太陽(yáng)能集熱器熱性能的主要因素，發(fā)現(xiàn)真空集熱管的吸熱板和玻璃外管間的輻射換熱是造成熱損失的主要原因。因此提出了在吸熱板背部增加遮熱板的方式提高中溫真空管型太陽(yáng)能集熱器的熱性能。對(duì)改進(jìn)后的集熱器進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，得到其瞬時(shí)效率曲線為η=0.7763-1.8617T*，比改進(jìn)前截距升高了約7.2%，熱損系