积尘对平板型太阳能集热器性能影响的研究

发布时间：2020-07-15 09:30

【摘要】：通过查阅国内外文献发现目前关于平板型太阳能集热器性能的研究中缺乏对积尘问题全面而深入的分析,通过对平板太阳能热水器运行维护的调查发现积尘问题容易遭到人们的忽视。因此,将积尘问题作为影响平板型太阳能集热器性能的重要因素之一进行深入研究,并相应提出了平板型太阳能集热器积尘理论。对平板型太阳能集热器的性能进行了理论研究,定性分析了影响其性能的主要因素。实际运行的平板型太阳能集热器的性能不仅由其自身性能决定,还要受到外界条件的影响,如气象条件、流体工质参数与集热器朝向及倾角等。对平板型太阳能集热器表面的积尘进行了理论研究。主要对积尘的属性、来源及形成过程进行了研究,同时进一步分析了集热器表面降尘量与被冲刷灰尘量的主要影响因素,并在此基础上建立了集热器表面降尘量与被冲刷灰尘量模型,最终建立了集热器表面积尘量模型。理论研究了积尘对平板型太阳能集热器性能的影响。分别从光学、热学及化学三个角度研究了积尘对集热器性能的影响机理,并提出了评价积尘对集热器光学与热学性能影响的参数——积尘遮挡系数与积尘效率下降度,同时还进一步研究了其影响因素。对积尘遮挡系数与积尘效率下降度进行了实验研究,主要得出了以下结论: (1)在积尘遮挡系数实验中,当积尘量分别为3.40 g/m2、5.11 g/m2、7.47 g/m2、14.68 g/m2及21.95 g/m2时,积尘遮挡系数为0.90、0.87、0.70、0.58与0.56,积尘遮挡系数与积尘量成反比,其拟合关系式为ζ= 1 .287M?0.28。 (2)在自然积尘效率下降度试验中,积尘量为4.05g/m2的两组集热器积尘效率下降度分别为2%和3%;在模拟积尘效率下降度试验中,积尘量分别为4.70 g/m2、6.59 g/m2、17.63 g/m2与25.38 g/m2时对应的积尘效率下降度分别为2%、5%、14%与17% ,积尘效率下降度与积尘量成正比,其拟合关系式为Δη=0. 089ln(M)?0.118。 (3)积尘对平板型太阳能集热器的遮挡效应是显著的,而对其热损失的效应是非显著的;积尘后平板型太阳能集热器所能达到的最高效率和温度均降低了;在积尘初期,积尘遮挡系数与效率下降度随积尘量的增加变化较快,应注意及时对集热器表面的积尘进行清洗。研究了积尘理论在平板型太阳能热水器的设计及运维阶段中的应用。
【学位授予单位】：湖南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：TK513;TU822
【图文】：

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6a）平板型太阳能热水系统 b）平板集热器与建筑的一体化应用图1.1 平板型太阳能热水器应用现状1.3.2 运行维护易忽视表面积尘平板集热器通常放置于外墙、屋顶或户外一些远离人们主要活动区域的地方，因此一般情况下人们很少关注其表面的积尘问题。而且目前大多数的太阳能热水系统都有自动运行功能，较少有专人负责其运行维护或相关的管理人员缺乏积尘对集热器热性能的影响认识，积尘问题容易被忽视。虽然降雨及其它因素会减少集热器表面的积尘，但在干旱少雨的季节或地区，积尘问题仍然比较严重，图 1.2 为深圳市某办公楼太阳能热水系统平板型太阳能集热器表面积尘状况，从图中可以看出其表面积尘较严重，已基本覆盖透明的玻璃盖板。a）积尘状况 1 b）积尘状况 2图1.2 深圳某办公楼热水系统平板集热器表面积尘状况1.4 主要研究内容及目标1.4.1 研究目标通过理论及实验分析，研究积尘对平板型太阳能集热器性能的影响规律，为平板型太阳能热水器的设计、施工及运行维护提供科学合理的指导。

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a）积尘状况 1 b）积尘状况 2图1.2 深圳某办公楼热水系统平板集热器表面积尘状况1.4 主要研究内容及目标1.4.1 研究目标通过理论及实验分析，研究积尘对平板型太阳能集热器性能的影响规律，为平板型太阳能热水器的设计、施工及运行维护提供科学合理的指导。

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