内聚光热管式真空管太阳能集中供热系统热效率研究

发布时间：2018-10-24 13:18

【摘要】：太阳能在云南的利用已较为普遍,但存在规模小、集热效率低的缺陷,这将产生占地面积大,土地使用成本高,影响景观等问题,成为以太阳能为主体的集中供热技术的推广技术瓶颈。本文对一种内聚光热管式真空管型的太阳能集中供热系统的集热参数进行了研究,为该系统进一步扩大提供了设计参数。课题组前期已对云南省工业园区的能耗进行了调研和分析,同时进行了实验研究,研究结果表明在云南省发展以太阳能资源为主的多能源互补分布式系统具有积极的意义。本实验总结前期的研究成果和存在的问题,并进行进一步优化研究。本研究的主要内容是太阳能集中供热系统集热参数的研究,包括年集热量,单位面积集热量及其影响因素等；保温参数,如单位面积热损失和储热水箱温度的变化等；以及运营工况(工况的季节变化,主要反应在集热量的变化,单位面积集热量的变化上等,以及保温的效果的变化,系统能耗的变化等)；在操作时应注意的事项；经济效益分析等方面。 1.系统集热效率的研究通过研究得到,系统年平均集热效率为0.6916。集热系统的影响因素实验结果表明,光照强度,相对风速,云量,流体入口温度和平均环境温度对系统集热效率均有一定的影响。集热效率随着光照强度和平均环境温度的增加而增加,随着相对风速和云量的增加而减小,随着流体入口温度的增加呈现出先增加然后减小的变化规律。 2.系统储热水箱的保温性能研究本研究中储热水箱采用HDG组合式水箱,中间保温层为80mm厚聚氨酯保温块。本实验储热水箱每小时水温下降为1.11℃,蓄热水箱的平均热损失仅为1.56%,单位时间热损失量为50.34kJ/min,水箱的保温效果较好。 3..热水供应温度研究系统全年热水供应温度在50-80℃之间,水箱供水温度约56%稳定在50～60℃之间,60℃以上的高达44%,其中约30%在60～70℃之间,70℃以上的为13%左右。全年热水使用量为767.4m3,平均每天热水使用量为2.10m3,整体供水状况稳定良好。 4.系统加热速度实验研究表明,随着加热温度的上升,每升高10℃所需要的加热时间逐渐减小,加热速度逐渐增大。系统的加热速度平均为0.51℃/min,每升高10℃,平均用时21.82min。 5.经济效益分析本实验通过对太阳能集中供热系统在运行费用、初投资、使用寿命以及节能方面进行详细分析。本系统每年可提供的有效得热量为157233MJ,与其他热源方式相比,投资回收期短,具有较高的经济可行性。 6.减排效益分析通过对本系统减排效益分析,得到系统,年节约标准煤为3.729t；在15年内,C02、NOx、SO2、烟尘的减排量分别为186.87t、0.73t、1.34t、2.24t。 7.系统的安全性和耐久性评价系统的安全性和耐久性符合GBT50604-2010《民用建筑太阳能热水系统评价标准》的相关规定。本课题在前期研究的基础上,在实际运营工况条件下,对内聚光热管式真空管太阳能集中供热系统集热参数进行实验研究,其研究结果更具实际参考价值,对于在云南省推广利用太阳能资源具有的重要意义。
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【学位授予单位】：昆明理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TU833

【参考文献】