遮陽板式太陽能相變集換器的研制與性能研究.pdf

1、遮陽是建筑被動式隔熱的主要方式之一，同時太陽能與建筑一體化技術(shù)是實(shí)現(xiàn)建筑中太陽能利用的主要發(fā)展方向。本文將建筑遮陽構(gòu)件與太陽能集熱元件一體化，形成了一種新型的太陽能相變集熱裝置，并通過所搭建的實(shí)驗(yàn)測試平臺對其集熱量、集熱效率及其隔熱性能進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)測試，對集熱器在不同工況下的集熱和隔熱性能的影響因素進(jìn)行了分析，找到了集熱器的累積集熱量、集熱效率和隔熱特性的變化規(guī)律，并提出了裝置結(jié)構(gòu)優(yōu)化的建議。該裝置具有遮陽隔熱和太陽能集熱雙重功能，為在建

2、筑中太陽能的高效利用，實(shí)現(xiàn)太陽能與建筑一體化提供一種新的工程應(yīng)用模式。
　　根據(jù)遮陽板表面顏色和內(nèi)部填充物質(zhì)分為三組構(gòu)造模式。構(gòu)造模式1:未涂黑+填充MG58相變材料;構(gòu)造模式2:涂黑+填充MG58相變材料;構(gòu)造模式3:涂黑+填充鋼絲屑。通過調(diào)節(jié)模擬輻射強(qiáng)度和水流量來實(shí)現(xiàn)不同工況下。實(shí)驗(yàn)測得集熱器在不同工況下的性能如下:
　　集熱性能:遮陽板式太陽能相變集熱器能夠有效實(shí)現(xiàn)太陽能集熱。三種構(gòu)造模式下集熱器的累積集熱量分別為72

3、0.0kJ/m2～1740.0kJ/m2，780.0kJ/m2～2020.0kJ/m2，780.0kJ/m2～1940.0kJ/m2;集熱效率分別為4.0％～11.8％，4.6％～12.3％，4.2％～13.2％。
　　集熱性能影響因素及其變化規(guī)律:(1)集熱器的累積集熱量隨著輻射強(qiáng)度增大呈線性增長;集熱效率隨著輻射強(qiáng)度的增大呈對數(shù)減小。集熱器的累積集熱量及集熱效率均隨流量的增大呈線性增長。(2)遮陽板表面顏色涂黑后，集熱器的累積

4、集熱量平均提高13.1％，集熱效率平均提高0.8％。(3)將遮陽板內(nèi)部蓄熱材料由MG58相變材料換成鋼絲屑后，累積集熱量隨著輻射強(qiáng)度增大而增大的速度降低，隨著水流量增大而增大的速度有所提高;集熱效率隨著輻射強(qiáng)度增大而降低的速度提高，集熱效率隨著水流量增大而增大的速度提高。(4)累積集熱量隨集熱時間的延長不斷增大，但增速逐漸減小;集熱效率隨集熱時間的延長呈指數(shù)減小。
　　隔熱性能:將功能單一的遮陽板改裝成遮陽板式太陽能相變集熱器后，

5、其隔熱性能更好。三種構(gòu)造模式下，集熱器通水后小室內(nèi)部空氣的8h溫升比未通水時低0.5℃～0.8℃、0.5℃～1.0℃、1.0℃～1.5℃;內(nèi)能增量比未通水時低0.64k J/m3～1.04kJ/m3、0.65k J/m3～1.30 kJ/m3、0.81 kJ/m3～2.07 kJ/m3。
　　隔熱性能影響因素及其變化規(guī)律:(1)小室內(nèi)部空氣內(nèi)能增量隨輻射強(qiáng)度增大呈線性增長，隨流量的增大呈線性減小，反映出集熱器內(nèi)水流量的增大有利于降