真空管型太陽能熱水器與中溫集熱器熱性能研究.pdf

1、隨著我國城鎮(zhèn)化的不斷發(fā)展，建筑能耗在全社會能耗中所占比例不斷增加，推廣太陽能熱利用技術在民用建筑中的應用，是實現(xiàn)建筑節(jié)能減排，促進可持續(xù)發(fā)展的有效途徑。本課題對全玻璃真空管型太陽能熱水器和中溫真空管型太陽能集熱器兩種典型太陽能熱利用裝置的熱性能進行了模擬和實驗研究，并對太陽能熱利用系統(tǒng)在民用建筑中的應用效果評價方法進行了研究。
　　首先，通過理論分析確定了影響全玻璃真空管型太陽能熱水器熱性能的主要因素。設計全玻璃真空管型太陽能熱水

2、器的熱性能實驗方法并研制開發(fā)了太陽能熱水器熱性能實驗檢測裝置。通過實驗分析了單位面積容水量、真空管管間距、真空管長度、保溫厚度等參數(shù)對全玻璃真空管型太陽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%。將實驗結論應用到太陽能熱水器改進中取得了良好的效果，證明實驗結論可用于指導全玻璃真空管

3、型太陽能熱水器的設計和開發(fā)。
　　其次，以直流式真空管型中溫太陽能集熱器作為典型中溫太陽能集熱器，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)了中溫太陽能集熱器熱性能測試裝置，利用該測試裝置對某廠家生產(chǎn)的直流式真空管型中溫太陽能集熱器進行實驗，并與模擬結果進行對比發(fā)現(xiàn)，模擬得到的截距比實驗值高0.0426，相對偏差約5.9%，熱損系數(shù)增加了0.2140℃/(W·m-2)，相對偏差約5.6%。所建立的

4、模型得到了實驗驗證，可用于直流式真空管型中溫太陽能集熱器熱性能的分析研究。
　　再次，利用驗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能集熱器的熱性能。對改進后的集熱器進行實驗，得到其瞬時效率曲線為η=0.7763-1.8617T*，比改進前截距升高了約7.2%，熱損系