用于建筑采暖的复合抛物面聚光集热装置性能研究

发布时间：2020-05-03 15:54

【摘要】：随着经济发展,工业化进程加速,使得建筑、工业与交通的能耗随之上升,带来了全球化石能源日益枯竭的挑战,而利用清洁、无污染的太阳能为建筑采暖系统提供热能是减少建筑总能耗的有效途径之一,尤其在太阳能资源丰富的我国西北寒冷地区开展太阳能建筑采暖技术研究的意义不言而喻。传统使用的平板集热器、真空管集热器等在寒冷地区冬季运行中存在集热温度低、易爆管、集热效率低以及集热面积要求大等缺点,而利用新型聚光集热技术可以改善上述太阳能集热装置存在的弊端,鉴于此,本文提出了一种集热温度高、对跟踪精度要求低且可吸收部分散射光的用于建筑采暖的槽式复合抛物面聚光集热装置,该装置结构简单,便于维护,集热效率高,可用于寒冷地区节能建筑采暖中。本文介绍了用于建筑采暖的槽式复合抛物面聚光集热装置的结构和工作原理,利用光学仿真软件对聚光器的光学性能进行了计算和分析,得到了不同入射偏角和接收器安装偏角对聚光器聚光性能的影响机理。结果表明,当入射偏角α为6°时,聚光器的聚光效率为66.99%,当板式接收体安装偏角γ为80°时,聚光器的聚光效率仍达到了85.71%。基于光学分析结果,在内蒙古自治区呼和浩特市搭建了槽式复合抛物面聚光性能测试试验台,为了测试复合抛物面聚光集热器的光热性能,将装置安装在独立节能建筑的屋顶平面上。结果表明,在晴天太阳光正入射时,聚光器进出口油温温升最大约为20℃;多云天气条件下,随着太阳辐照度的变化,聚光器出口导热油油温变化相对平缓,在不同安装倾角条件下,正入射时槽式复合抛物面聚光器进出口油温温差可达到20.72℃。搭建槽式复合抛物面聚光集热太阳能建筑采暖系统性能测试台,研究集热循环管路中导热油质量流量对系统集热效率的影响,并对连续运行工况下系统的各测点温度以及建筑内室温进行监测。结果表明,随着循环管路中导热油质量流量的增加,系统光热转换效率呈减小趋势。在系统连续运行工况中,当电辅助关闭情况下,所测试建筑室内温度夜间最高约为16.85℃,最后对系统经济性展开分析,系统投资回收周期约为11年。
【图文】：

总辐射,太阳能,水平面,太阳辐照度

太阳能资源丰富，据统计，全国各地能够接收到的太阳7-837kJ/cm2·a，全国太阳能平均总辐射量能达到 1500kW/h·m-2具有以下特点：太阳辐照度值最高的地区与太阳辐照度值最低；北纬 30°太阳辐照度值最低，太阳辐照度随纬度增加而增总量，西部高海拔地区明显高于东部低海拔地区，具体分布如原大部分地区的总辐射量和日照时数均高于全国其他区域，是富的地区；而四川盆地属于太阳能资源较贫瘠地区；全国太阳表 1-1。认识到太阳能是清洁环保的能源，但是既要方便又要经济地大件容易的事，这也是为什么人类弃它不用而使用化石能源的原MW 的能量，被地球拦截到的部分是 1.7×1020kW，粗略地说，量，在夏季中午时大约为 1000W/m2，可见地球表面上的太阳到昼夜、季节、纬度、海拔高度、气候等因素影响。因此，太换等技术倍受国内外学者关注。

采暖系统,建筑采暖,太阳能建筑,被动式太阳能

[50]在北塞浦路斯建造了一个利用太阳能供电、供暖、建筑，结果显示其光伏并网、采暖及热水都是相对经 J.Y 等人[51]对中国北方城市大连一栋被动式太阳能建通过对所测数据进行分析，得出了关于太阳辐照强度函数关系式，为后续被动太阳能建筑采暖提供了宝贵hi[52]所提出的一种混合太阳能空气加热建筑采暖的系通过测试得到室内温度可达到 17℃，表明该建筑热了主动式太阳能采暖系统和普通建筑采暖系统，得到湿度以及平均辐射度的数据，得出改造后的建筑相比.4℃。季杰[54]试验测试了由他提出的一种与建筑一体统，房间平均温度达到 24.7℃，相对环境的平均温升由主动采暖的太阳炕系统和被动采暖的太阳能集热炕系统，通过测试在不同时间段运行后，，得出当系统蓄热优势，整体温度变化平缓。
【学位授予单位】：内蒙古工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TK513.1

【参考文献】