内插式太阳能真空管空气集热器集热性能研究

发布时间：2020-06-19 17:07

【摘要】： 与以水为工质的太阳能集热器相比,太阳能空气集热器具有其优势,如不存在冬季防冻问题,少量泄漏对集热器运行性能影响不大,不存在系统腐蚀问题等,因此可方便地用于冬季采暖、强化室内通风、太阳能干燥等场合。空气集热器主要有平板和真空管式,目前研究和应用较多的是平板式空气集热器。内插式真空管太阳能空气集热器由于采用了全玻璃真空管作为太阳辐射接收器,与平板式空气集热器相比其吸热体和外界环境之间的热损大大降低,结构简单,集热效率较高。本文对内插管式太阳能真空管空气集热器的热性能进行了理论和实验研究。 本文通过实验对一种新型的内插式真空管空气集热器不同季节工况下的瞬时集热特性进行了测试分析。研究发现不同季节工况下稳定工作阶段该空气集热器效率在60%左右,揭示了南北朝向集热器安装倾角对集热效率的影响规律。测试获得内插式真空管空气集热器和单管的时间常数分别为23min、12min,说明其热容较大。建立了内插管式真空管空气集热器管内空气流动与换热的三维瞬态模型,该模型能够反映真空管吸热层表面辐射热流随时间和各微元位置不同而变化的特点。理论和实验相结合分析了不同工况下集热器的集热温度、瞬时集热效率、热损系数等性能参数。该集热器春夏季在30~80℃的集热温度范围内,热损系数集中在2~6 W/m2K的范围内。 研究结果表明,该内插式太阳能真空管空气集热器热损系数较低、具有较高的集热效率,在供热采暖、干燥通风等场合有良好的应用前景。
【学位授予单位】：上海交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：TK513
【图文】：

8]。也可以空气为传热工质用平板集热器产生热空气。图器的几种吸热板形式，吸热板上设置有各种形式的障碍，，起到强化换热的作用[9]。也有学者将超临界 CO2作为传管集热器[10]。比较而言，直接以水为工质时结构简单、使质的热泵循环效率较高，节能效果明显，但是需要设置压的复杂性。以空气为工质时热空气可用于室内采暖、干燥”，缺点是平板式空气集热器吸热体结构设计比较复杂，与量较小。总体来说，平板式太阳能集热器使用安全可靠、但集热温度较低，吸热体和透明盖板之间存在较多对流散

真空管的规格：QB-AL-N/AL47/58-1800，执行标准为 GB/T17049-1997不锈钢管内径为 19 mm，壁厚 1 mm，长 1800 mm，作为内插管置于真空管内且两者处于同轴的位置，插管末端和真空管封闭端间距 80 mm。集热器入口设有小型轴流风机，额定功率为 80 W，风机的外观形式和性能参数分别见图 2-2、表 2-1空气集热器各组件的规格参数见表 2-2。

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本文编号：2721091