環(huán)路熱管太陽能平板熱水墻傳熱特性研究.pdf

1、基于環(huán)路熱管技術(shù)和太陽能熱水系統(tǒng)相關(guān)理論及實(shí)驗(yàn)研究，本文研究一種利用環(huán)路熱管技術(shù)、雙層真空玻璃平板及吸熱熱管的環(huán)路熱管太陽能平板熱水墻系統(tǒng)，本系統(tǒng)環(huán)路熱管內(nèi)工質(zhì)水在熱管空腔內(nèi)吸熱蒸發(fā)，冷凝回流到熱管壁的吸液芯處，蒸發(fā)冷凝互不干擾，獨(dú)特的設(shè)計(jì)可以有效減少接觸熱阻。本系統(tǒng)構(gòu)造簡單、美觀，并且耗材少、安裝步驟簡單方便，可解決現(xiàn)有太陽能在安裝及操作方面存在的安裝程序繁瑣、操作復(fù)雜等諸多問題。除此之外，本系統(tǒng)有減少系統(tǒng)熱損失、提高太陽能轉(zhuǎn)化效率等

2、優(yōu)點(diǎn)，有助于解決傳統(tǒng)太陽能系統(tǒng)存在的冬季管道易凍結(jié)、熱量不均勻等問題。同時(shí)，這一系統(tǒng)的吸熱熱管可與陽臺(tái)墻面緊密接觸，在保證建筑美觀性的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)真正的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與建筑一體化。
　　本項(xiàng)目完成該環(huán)路熱管太陽能平板熱水墻的研究開發(fā)，并對(duì)其的傳熱特性進(jìn)行分析。通過對(duì)本系統(tǒng)搭建實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，對(duì)其進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測試，獲得其在不同模擬輻射強(qiáng)度下的系統(tǒng)溫度參數(shù)，通過對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析獲得該系統(tǒng)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù);建立理論分析模型，對(duì)本系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)值模擬計(jì)算，分析該系統(tǒng)

3、的傳熱特性，并對(duì)其進(jìn)行經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益評(píng)價(jià)，為建筑太陽能熱水供給制定切實(shí)可行的路徑。本文獲得的主要結(jié)果如下:
　　(1)本系統(tǒng)在各個(gè)模擬輻射強(qiáng)度下系統(tǒng)內(nèi)各模塊溫度的變化趨勢基本一致，且溫度隨著輻射強(qiáng)度的增加而增加。水箱在低模擬輻射強(qiáng)度下最終達(dá)到的溫度為37℃，在高模擬輻射強(qiáng)度下最終達(dá)到的溫度為61℃，基本滿足日常生活用熱水的需要。該太陽能實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的瞬時(shí)效率與歸一化溫差的負(fù)相關(guān)效果較強(qiáng)，回歸效果較好，當(dāng)模擬輻射強(qiáng)度為150W/m2時(shí)，

4、最大瞬時(shí)效率為65％;當(dāng)模擬輻射強(qiáng)度為300w/m2時(shí)，熱損失系數(shù)最小，為843.9 W/(℃·m2)。
　　(2)本環(huán)路熱管太陽能平板熱水墻系統(tǒng)的理論溫度隨著模擬輻射強(qiáng)度的增加而增加，最高理論水溫為65.5℃。根據(jù)理論分析與實(shí)驗(yàn)測試的結(jié)果對(duì)比，其誤差在10％以內(nèi)，說明本系統(tǒng)的運(yùn)行基本符合實(shí)際測試情況。
　　(3)通過將本環(huán)路熱管太陽能平板熱水墻系統(tǒng)與燃?xì)鉄崴飨到y(tǒng)、電熱水器系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)行對(duì)比分析，可以看出，在使用壽命期