鋁幕墻板太陽能集熱器的性能研究.pdf

1、鋁幕墻作為建筑幕墻的主要型式之一，對建筑能耗及房間的熱環(huán)境具有重要影響。將鋁幕墻板與太陽能集熱器結(jié)合設(shè)計為鋁幕墻板太陽能集熱器，不僅能利用鋁幕墻板進行太陽能集熱，還能使之具有更好的隔熱性能，降低建筑能耗，是實現(xiàn)建筑節(jié)能的有效方法之一。
　　本文通過所建立的實驗平臺對鋁幕墻板太陽能集熱器的性能進行了實驗測試，并對測試數(shù)據(jù)進行了系統(tǒng)的分析研究。通過太陽能輻射模擬器控制鋁幕墻板表面的太陽輻射，利用循環(huán)水泵調(diào)節(jié)水管內(nèi)水流量，研究在不同測試

2、工況下鋁幕墻板太陽能集熱器的熱工性能，獲得集熱器在各工況下的集熱性能和隔熱特性評價參數(shù)及節(jié)能效果。通過對實驗測試和理論分析，本文獲得的研究結(jié)果如下:
　　集熱性能:鋁幕墻板太陽能集熱器在同一輻射工況下，不同水流量時集熱器集熱效率η的大小關(guān)系為:η800L/h＞η600 L/h＞η400 L/h＞η200 L/h;集熱管中流量相同時，輻射強度越大，集熱器的集熱效率越小。不同輻射強度工況下，流量工況為200L/h，400L/h，600

3、L/h，800L/h的平均集熱效率均分別是14.59％，15.86％，17.69％，17.89％，在輻射強度為300 W/m2時達到最大值。集熱器總的平均集熱效率為16.51％。
　　隔熱特性:輻射強度相同時，水流量越大，鋁幕墻板背后控制小室空氣的內(nèi)能增量越小，隔熱效果越好。900 W/m2,600 W/m2,300W/m2三種模擬輻射工況下，不同輻射強度控制小室空氣的內(nèi)能增量均在流量為0時最大，流量為800L/h時最小，說明將鋁

4、幕墻板太陽能集熱器的隔熱效果要優(yōu)于普通的鋁幕墻板。
　　在熱流分配特征方面，在不同太陽能模擬輻射工況下，集熱器的集熱熱流、對流換熱熱流、蓄熱熱流和傳熱熱流與其表面凈輻射熱流比例的總平均值分別為17.71％～36.57％，16.89％～23.51％，2.95％～3.32％和42.32％～53.45％。隨著輻射強度增加，集熱器集熱熱流占凈輻射熱流的比例逐漸下降，集熱器對流換熱熱流占凈輻射熱流的比例逐漸上升。應(yīng)盡力提高集熱器的集熱熱流，

5、降低對流換熱熱流和傳熱熱流，從而提高其集熱性能。
　　經(jīng)濟性:玻璃真空管太陽能集熱器相對于鋁幕墻板太陽能集熱器有著更高的初投資，且在第三年的使用周期時，其節(jié)能收益可以彌補初投資的增加。但對于高層建筑，鋁幕墻板太陽能集熱器與建筑圍護結(jié)構(gòu)一體化的程度更高，有效集熱面積更大，所以相比之下鋁幕墻板太陽能集熱器在節(jié)能收益上具有更大的優(yōu)勢。與一般的平板型太陽能集熱器相比較，雖然鋁幕墻板太陽能集熱器每平方米的集熱量較低，但從額外投資回收年限法來