承压容积式太阳能集热器的开发与应用

发布时间：2020-05-16 08:12

【摘要】：为了更好的利用太阳能资源,本课题研发一种新型承压容积式太阳能集热器,该集热器可以与地源热泵空调系统相结合,不仅可以作为季节性蓄热的集热器,解决住宅建筑冬季地源侧取热负荷大于夏季放热负荷的问题,还可以兼顾居民生活热水器,大幅度提高太阳能、浅层地热能等清洁可再生能源在住宅建筑中的利用率,减少消耗常规能源所带来的污染物排放,达到建筑节能减排目的。本文对研制的新型承压容积式太阳能集热器,进行了传热分析,在此基础上建立了实验研究平台,为该新型集热器设计与检测提供科学依据。采用实验的方法对新型集热器进行了测试。测试的内容包括集热器日有用得热量、平均热损因数、集热器瞬时效率、热水出水率、集热器压降与流量之间的数学模型,通过对测试数据的整理,得出以下主要结论：(1)随着大管初始加热水温的不断升高,日有用得热量随之下降,当初始加热水温由17.1℃升高到53.8℃时,日有用得热量由7.06MJ/m2下降到4.56MJ/m2,下降比例为35.4%,说明日有用得热量的大小与大管初始加热水温紧密相关。(2)随着大管集热器降温的初始温度不断升高,热损失因数随着升高,当集热器降温的初始温度由46.2℃升高到78.2℃时,热损失因数由35.7W/(m3·k)升高到39.7W/(m3·k),升高比例不大,仅为11.2%,说明集热器的保温效果好,在无太阳光照射时,集热器中的水热损失小。(3)随着大管集热器中的水温不断被加热,集热器瞬时效率开始下降,在测试开始一小时后瞬时效率下降最大,之后便趋于稳定。随着大管集热器加热的初始温度升高,平均瞬时效率随着降低,当集热器加热的初始温度由17.1℃升高到55.5℃时,平均瞬时效率由45.5%降低到25.1%,说明集热器的热效率与初始加热水温有密切关系。(4)随着额定温度的升高,热水出水率变化不大,当额定温度有56.9℃升高到70.2℃时,热水出水率由95.6%上升到98.0%,说明容积式集热器的热水利用效果好。(5)随着管道流速的增加集热器进出口的压力损失也随着增大,当流量在0.09m3/h与0.14m3/h之间时,集热器的压降上下波动在8kPa左右,流量大于0.14m3/h,集热器压降按照△P=59.85×Q0.86+0.52 kPa的规律变化,说明集热器在低流速时,流体在大管内流动并不充分,这样对于热水的利用也是不利的。上述结果与结论,对进一步优化该新型集热器开发与应用具有一定的指导意义。
【图文】：

（４）根据不同气候区的气象资料，标定实验条件下承压容积式太阳能集热器的额定逡逑参数，用于指导工程设计。逡逑本课题进行研究的技术路线如下图１．２所示。逡逑设计目的及功能逡逑性措施—…逡逑—一邋—传热机理ｉ逡逑９辜安牧?逦逡逑控制系统逡逑＿蓉积式太逡逑阳能集热器逡逑优逡逑集热器热性能及水力特性实验“：＾逡逑一设逡逑—邋—邋ｉｙ逡逑总结规律邋逦逡逑图１．２课题研究枝术路线图逡逑４逡逑

图２．２集热器刮面图逡逑该承压容积式集热器主要由拉杆（１）、中间连接体（１０）、Ｕ型连通管（１３）、温块（１４）、真空管（２１）、承压内胆（２２）、Ｕ型管换热器（２６）组成。详细组成件见下表。逡逑
【学位授予单位】：山东建筑大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TK513.1

【参考文献】

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本文编号：2666437