二次换热式太阳能热水器的应用研究

发布时间：2021-01-11 02:49

　　目前,随着世界经济的快速发展,传统能源危机日益严峻。加快新能源特别是太阳能的开发利用力度,已成为我国迫在眉睫的一项任务。现在应用最广泛的全玻璃真空管太阳能集热器和平板型太阳能集热器,虽然工艺技术较为成熟,但都存在集热效率不高、缺乏储能设备,用水清洁度得不到保证等不足之处。因此本文创新性的提出一种融集热、储热、提热于一体的新型太阳能集热器概念。这种集热器采用二次换热形式,同时利用相变储能材料将白天吸收的太阳辐射能储存起来供需要产生热水时使用。这样既解决储能问题,又实现热水即产即用,从而保证用水的清洁卫生。本文以理论结合实验的方法,研究了二次换热式家用太阳能热水器和储能式太阳能热水系统的热性能。首先,理论分析真空管太阳能集热器工作原理和太阳能热储存原理。其次,通过实验测试二次换热式家用太阳能热水器和储能式太阳能热水系统的相关传热参数。主要包括：真空集热管内传热工质温度变化规律、不锈钢套筒换热器换热性能、二次换热式家用太阳能热水器取热性能、储能材料相变规律和温度场分布、出水水温变化规律,以及水流量对铜管换热性能的影响。实验结果表明,第一,用水或乙二醇水溶液作为传热工质,镀膜真空集热管作为集热... 

【文章来源】：广东工业大学广东省

【文章页数】：83 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
目录
CONTENTS
第一章 绪论
    1.1 引言
        1.1.1 太阳能利用的意义
        1.1.2 太阳能利用的特点
    1.2 中国太阳能集热器的发展历程及现状
        1.2.1 中国太阳能集热器的发展历程
        1.2.2 中国太阳能热水器的发展现状
    1.3 太阳能热储存技术研究
    1.4 本研究课题来源及主要研究内容
第二章 真空管式太阳能集热器原理
    2.1 真空管太阳集热器
        2.1.1 全玻璃真空管型太阳集热器
        2.1.2 金属-玻璃真空管型太阳集热器
    2.2 全玻璃真空集热管的热性能分析
        2.2.1 集热管的能量平衡方程
        2.2.2 投射到集热管上的总太阳辐照能量
        2.2.3 集热管的热损失分析
        2.2.4 集热管的有用能量
    2.3 集热器表面的太阳辐射能
        2.3.1 太阳常数
        2.3.2 集热面上太阳入射角的计算
        2.3.3 倾斜表面上面太阳辐射量的计算
    2.4 太阳能热水系统概述
        2.4.1 自然循环式太阳能热水系统
        2.4.2 直流式太阳能热水系统
        2.4.3 强制循环太阳能热水系统
    2.5 本章小结
第三章 太阳能热储存原理
    3.1 太阳能显热储存
        3.1.1 显热储存的一般原理
        3.1.2 液体显热储存
        3.1.3 固体显热储存
    3.2 太阳能潜热储存
        3.2.1 潜热储存的一般原理
        3.2.2 潜热储存的优点
        3.2.3 潜热储存系统设计中存在的问题
    3.3 太阳能化学反应热储存
        3.3.1 太阳能化学热储存一般原理
        3.3.2 可逆化学反应储热的优点
        3.3.3 可逆化学反应储热主要缺点
    3.4 本章小结
第四章 间接式家用全玻璃真空管太阳能集热器设计和实验研究
    4.1 热负荷的计算
    4.2 采光面积的计算
    4.3 换热器设计
    4.4 间接式家用全玻璃真空管太阳能集热器实验方案
    4.5 不同方案系统实验研究
        4.5.1 方案一实验研究
        4.5.2 方案二实验研究
        4.5.3 方案三实验研究
    4.6 本章小结
第五章 储能式太阳能热水系统设计和实验研究
    5.1 系统设计方案
    5.2 热水系统负荷计算
    5.3 采光面积的计算
    5.4 储能材料的确定
    5.5 换热器及储能箱设计
    5.6 储能式太阳能热水系统实验方案
    5.7 系统平均日效率和平均热损系数的测定
        5.7.1 系统平均日效率测定
        5.7.2 系统平均热损系数测定
    5.8 系统集热性能实验研究
    5.9 系统取热性能实验研究
    5.10 本章小结
结论与展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]某综合工区综合楼的太阳能热水系统设计[J]. 闫利.  制冷空调与电力机械. 2010(03)
[2]家用太阳能热水器水管的排空防冻措施[J]. 张正本.  太阳能. 2010(03)
[3]热二极管在储能式太阳热水器中的应用研究[J]. 钟浩元,张仁元,史保新,李石栋,刘良德.  广东工业大学学报. 2010(01)
[4]对家用真空玻管集热式太阳能热水器性能的研究与探讨[J]. 李光华.  家电科技. 2010(02)
[5]太阳能热水系统设计[J]. 关宝玲.  广东建材. 2009(12)
[6]玻璃真空管内插热管式太阳热水系统热性能研究[J]. 闫素英,田瑞,于文艳,后尚,张丽娜.  太阳能学报. 2009(08)
[7]夏热冬暖地区强制间接循环太阳能热水系统[J]. 周智勇,彭三兵,付祥钊,何华.  煤气与热力. 2009(08)
[8]太阳能热水系统在住宅中的应用[J]. 李槿,刘洪彬.  山西建筑. 2009(23)
[9]相变储能技术的研究和发展[J]. 梁辰,闫全英.  建筑节能. 2007(12)
[10]家用太阳能热水器使用中存在的问题及解决方法[J]. 赵磊,李满.  建筑节能. 2007(11)



本文编号：2969927