不同结构储热水箱分层特性的实验研究
发布时间：2021-03-29 04:59
在太阳能集热系统中,储热水箱内的温度分层效果受不同水箱结构的影响巨大。为研究这一特性,搭建了一套储热水箱分层特性测试实验台,对直接进口式、三层孔板式和盒状结构水箱进行了测试实验。水箱内初始水温为70℃,在相同的进水温度和不同的流量条件下,根据实验数据绘制了不同结构水箱内的各层温度变化曲线。结果显示,进水流量越大,水箱内混合效应越大,各层温度趋于一致的时间越短。在热力学定律的基础上,计算并分析了3种结构水箱的取出效率、?和Str数等分层特性指标。结果表明,3种结构中,盒状结构水箱内的温度分层效果最好,对热量的利用率最高,盒装结构有效地抑制了冷热水混合效应,其次为三层孔板式水箱,而直接进口式水箱的温度分层效果最差。
【文章来源】：化工进展. 2018,37(01)北大核心EICSCD
【文章页数】：9 页
【部分图文】：
储热水箱分层特性实验系统
精度范围。系统中流量测量采用Krohneoptiflux5300，测量精度为±0.15%。水箱四周及循环管段用保温材料保温，近似认为与环境无换热。通过循环水泵和电加热器将水箱内温度加热到70℃，当水箱顶部与底部温差小于0.5℃时，认为水箱内温度一致。从开始进水的瞬间记录各温度点温度，直至水箱出水温度与进水温度趋于一致时停止采集数据，保存数据并进行分析。储热水箱内部容积为60L，设计高度为60cm，直径35.7cm，实测内部储水质量为62.34kg（测试温度为8.6℃），水箱内部插有1.5kW电加热。图2为3种储热水箱结构示意图。图3为盒装结构水箱结构图，1处为进水口，2处管壁开有24个φ3的孔，水从孔中流出进入均流器内腔，经3处孔板流出进入均流器外腔，3处孔板开有55个φ3的孔，水在4处改变流向，经5处的孔板流出，进入水箱底部6，然后改变流向从7处水箱出口流出。图4为均流器的结构示意图。2储热水箱分层特性的指标2.1温度-时间曲线温度-时间曲线是判断水箱分层特性最直观的量度，可以准确地反映出水箱内温度层随进水时间的变化。2.2取出效率LAVAN和THOMPSON[20]首次提出取出效率的概念，HEGAZY[21]提出，以进出水温差从初始温图3盒装结构水箱结构示意图图4均流器结构示意图差值下降10%时所经历的时间与理论上将水箱中的水置换一遍所需时间之比来计算不同流量时的取出效率。HEGAZY在文章中给出了取出效率的计算公式，见式(1)。101010extstststtvtVtVVVvη===()%%%(1)图23种储热水箱结构示意图
涌??进水的瞬间记录各温度点温度，直至水箱出水温度与进水温度趋于一致时停止采集数据，保存数据并进行分析。储热水箱内部容积为60L，设计高度为60cm，直径35.7cm，实测内部储水质量为62.34kg（测试温度为8.6℃），水箱内部插有1.5kW电加热。图2为3种储热水箱结构示意图。图3为盒装结构水箱结构图，1处为进水口，2处管壁开有24个φ3的孔，水从孔中流出进入均流器内腔，经3处孔板流出进入均流器外腔，3处孔板开有55个φ3的孔，水在4处改变流向，经5处的孔板流出，进入水箱底部6，然后改变流向从7处水箱出口流出。图4为均流器的结构示意图。2储热水箱分层特性的指标2.1温度-时间曲线温度-时间曲线是判断水箱分层特性最直观的量度，可以准确地反映出水箱内温度层随进水时间的变化。2.2取出效率LAVAN和THOMPSON[20]首次提出取出效率的概念，HEGAZY[21]提出，以进出水温差从初始温图3盒装结构水箱结构示意图图4均流器结构示意图差值下降10%时所经历的时间与理论上将水箱中的水置换一遍所需时间之比来计算不同流量时的取出效率。HEGAZY在文章中给出了取出效率的计算公式，见式(1)。101010extstststtvtVtVVVvη===()%%%(1)图23种储热水箱结构示意图
【参考文献】：
期刊论文
[1]太阳能热水系统承压储热水箱温度分层研究[J]. 王帅,刘雪平,李郁武. 能源与节能. 2016(10)
[2]进水流量对新型储热水箱分层特性影响的实验研究[J]. 王崇愿,王子龙,张华,车敏. 化工进展. 2016(02)
[3]太阳能热化学储能研究进展[J]. 吴娟,龙新峰. 化工进展. 2014(12)
[4]基于太阳能空调系统的分区蓄热水箱的研究[J]. 王爱辉,金苏敏. 太阳能学报. 2013(08)
[5]新型进水口结构对储能水箱释能性能的影响[J]. 李舒宏,李阳,张小松,闻才. 中南大学学报(自然科学版). 2012(10)
[6]太阳能光伏光热利用的研究进展[J]. 张凇源,关欣,王殿华,郭志波. 化工进展. 2012(S1)
[7]卧式热分区太阳能水箱内的贮热性能分析及试验研究[J]. 韩延民,王如竹,代彦军,姚春妮,熊安华. 太阳能学报. 2008(03)
[8]CFD-PIV流场分析技术应用于太阳热水系统的研究进展[J]. 艾宁,樊建华,计建炳. 化工进展. 2007(04)
[9]太阳能热水系统蓄热水箱温度分层作用研究[J]. 于国清,汤金华,邹志军. 建筑科学. 2007(04)
本文编号：3106947
【文章来源】：化工进展. 2018,37(01)北大核心EICSCD
【文章页数】：9 页
【部分图文】：
储热水箱分层特性实验系统
精度范围。系统中流量测量采用Krohneoptiflux5300，测量精度为±0.15%。水箱四周及循环管段用保温材料保温，近似认为与环境无换热。通过循环水泵和电加热器将水箱内温度加热到70℃，当水箱顶部与底部温差小于0.5℃时，认为水箱内温度一致。从开始进水的瞬间记录各温度点温度，直至水箱出水温度与进水温度趋于一致时停止采集数据，保存数据并进行分析。储热水箱内部容积为60L，设计高度为60cm，直径35.7cm，实测内部储水质量为62.34kg（测试温度为8.6℃），水箱内部插有1.5kW电加热。图2为3种储热水箱结构示意图。图3为盒装结构水箱结构图，1处为进水口，2处管壁开有24个φ3的孔，水从孔中流出进入均流器内腔，经3处孔板流出进入均流器外腔，3处孔板开有55个φ3的孔，水在4处改变流向，经5处的孔板流出，进入水箱底部6，然后改变流向从7处水箱出口流出。图4为均流器的结构示意图。2储热水箱分层特性的指标2.1温度-时间曲线温度-时间曲线是判断水箱分层特性最直观的量度，可以准确地反映出水箱内温度层随进水时间的变化。2.2取出效率LAVAN和THOMPSON[20]首次提出取出效率的概念，HEGAZY[21]提出，以进出水温差从初始温图3盒装结构水箱结构示意图图4均流器结构示意图差值下降10%时所经历的时间与理论上将水箱中的水置换一遍所需时间之比来计算不同流量时的取出效率。HEGAZY在文章中给出了取出效率的计算公式，见式(1)。101010extstststtvtVtVVVvη===()%%%(1)图23种储热水箱结构示意图
涌??进水的瞬间记录各温度点温度，直至水箱出水温度与进水温度趋于一致时停止采集数据，保存数据并进行分析。储热水箱内部容积为60L，设计高度为60cm，直径35.7cm，实测内部储水质量为62.34kg（测试温度为8.6℃），水箱内部插有1.5kW电加热。图2为3种储热水箱结构示意图。图3为盒装结构水箱结构图，1处为进水口，2处管壁开有24个φ3的孔，水从孔中流出进入均流器内腔，经3处孔板流出进入均流器外腔，3处孔板开有55个φ3的孔，水在4处改变流向，经5处的孔板流出，进入水箱底部6，然后改变流向从7处水箱出口流出。图4为均流器的结构示意图。2储热水箱分层特性的指标2.1温度-时间曲线温度-时间曲线是判断水箱分层特性最直观的量度，可以准确地反映出水箱内温度层随进水时间的变化。2.2取出效率LAVAN和THOMPSON[20]首次提出取出效率的概念，HEGAZY[21]提出，以进出水温差从初始温图3盒装结构水箱结构示意图图4均流器结构示意图差值下降10%时所经历的时间与理论上将水箱中的水置换一遍所需时间之比来计算不同流量时的取出效率。HEGAZY在文章中给出了取出效率的计算公式，见式(1)。101010extstststtvtVtVVVvη===()%%%(1)图23种储热水箱结构示意图
【参考文献】：
期刊论文
[1]太阳能热水系统承压储热水箱温度分层研究[J]. 王帅,刘雪平,李郁武. 能源与节能. 2016(10)
[2]进水流量对新型储热水箱分层特性影响的实验研究[J]. 王崇愿,王子龙,张华,车敏. 化工进展. 2016(02)
[3]太阳能热化学储能研究进展[J]. 吴娟,龙新峰. 化工进展. 2014(12)
[4]基于太阳能空调系统的分区蓄热水箱的研究[J]. 王爱辉,金苏敏. 太阳能学报. 2013(08)
[5]新型进水口结构对储能水箱释能性能的影响[J]. 李舒宏,李阳,张小松,闻才. 中南大学学报(自然科学版). 2012(10)
[6]太阳能光伏光热利用的研究进展[J]. 张凇源,关欣,王殿华,郭志波. 化工进展. 2012(S1)
[7]卧式热分区太阳能水箱内的贮热性能分析及试验研究[J]. 韩延民,王如竹,代彦军,姚春妮,熊安华. 太阳能学报. 2008(03)
[8]CFD-PIV流场分析技术应用于太阳热水系统的研究进展[J]. 艾宁,樊建华,计建炳. 化工进展. 2007(04)
[9]太阳能热水系统蓄热水箱温度分层作用研究[J]. 于国清,汤金华,邹志军. 建筑科学. 2007(04)
本文编号：3106947
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