真空热管式集热器储水温度对集热效率影响研究
发布时间：2021-08-06 05:12
在太阳能生活热水供应和供暖系统中,高频使用的是真空热管式集热器。水箱与集热器的精确匹配成为影响热管冷却段的进水温度的关键因素,进而影响真空热管式集热器集热效率。基于平板真空热管式集热管物理结构,建立平板热管式真空集热管能量平衡模型,并在此基础上归纳整理出平板热管式真空集热管瞬时效率方程。分析热效率方程提出集热器集热效率的优化措施,控制水箱中加热流体的温度,及时将水箱中的热量换热储存出去,有利于保持集热管处在持续高效的工作环境中。
【文章来源】：建筑节能. 2018,46(06)
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
能量平衡模型示意图Fig.1Theschematicmapofenergybalancemodel
?Table1Specificationandphysicalparametersofmaterials项目数值/备注太阳能集热器装置3台集热管数量1根/台集热管类型热管式真空集热管水平追光装置光电追光(光敏元件)竖直追光装置视日轨迹(单片机控制)水箱3个(亚克力材料)注水量0.01125L保温层材料PE保温棉潜水泵功率3W表2实验装置及型号Table2Experimentaldeviceandmodel实验仪器型号热流计板式热流计热电偶铜－康铜热电偶数据巡检仪安捷伦太阳总辐射表TBQ－2太阳辐射记录仪PC－26实验结果与分析图2展现的是三种集热系统一天中不同时刻瞬时热效率变化趋势，集热器热效率达到最大值后会发生突降，随后保持一段时间的相对稳定，然后又继续下降。图2实测集热管瞬时热效率Fig.2Measurementofinstantaneousthermalefficiencyofcollectortubes图3和图4表示的是不同时刻集热管瞬时热效率与水箱中水温变化趋势，结合图1可知，随着水箱温度的不断升高，热管热效率开始明显下降，对比三种系统热效率开始下降的时刻发现，共同特点是太阳辐射强度基本相同，水箱温度内水的温度都在43～45℃范围内。联系传热学知识，分析其原因如下:①如前文所述，经理论计算可知，随着水的温升度升高，水的对流换热系数降低，热管冷凝段与水的温差也在逐渐减小，对流换热减弱，热管热效率降低降低;②对流换热减弱意味着单位时间内水从热管冷凝段带走的热量减少，热管工质的汽化液化热循环速率下降，热管热效率下降;③若水箱内温度持续上升，热管内工质液化受阻，甚至当正午过后太阳辐射降低后，热管温度与水的温度接近等温，对流换热终止，热管内充满汽态工质不液化，还会严重影响热管寿命。
⑺??0.01125L保温层材料PE保温棉潜水泵功率3W表2实验装置及型号Table2Experimentaldeviceandmodel实验仪器型号热流计板式热流计热电偶铜－康铜热电偶数据巡检仪安捷伦太阳总辐射表TBQ－2太阳辐射记录仪PC－26实验结果与分析图2展现的是三种集热系统一天中不同时刻瞬时热效率变化趋势，集热器热效率达到最大值后会发生突降，随后保持一段时间的相对稳定，然后又继续下降。图2实测集热管瞬时热效率Fig.2Measurementofinstantaneousthermalefficiencyofcollectortubes图3和图4表示的是不同时刻集热管瞬时热效率与水箱中水温变化趋势，结合图1可知，随着水箱温度的不断升高，热管热效率开始明显下降，对比三种系统热效率开始下降的时刻发现，共同特点是太阳辐射强度基本相同，水箱温度内水的温度都在43～45℃范围内。联系传热学知识，分析其原因如下:①如前文所述，经理论计算可知，随着水的温升度升高，水的对流换热系数降低，热管冷凝段与水的温差也在逐渐减小，对流换热减弱，热管热效率降低降低;②对流换热减弱意味着单位时间内水从热管冷凝段带走的热量减少，热管工质的汽化液化热循环速率下降，热管热效率下降;③若水箱内温度持续上升，热管内工质液化受阻，甚至当正午过后太阳辐射降低后，热管温度与水的温度接近等温，对流换热终止，热管内充满汽态工质不液化，还会严重影响热管寿命。图3水箱中的水温与集热管热效率Fig.3Watertemperatureinwatertankandthermalefficiencyofheatcollector图4水箱中的水温与集热管热效率Fig.4Watertemperatureinwatertankandthermalefficiencyofheatcollector根据上文分析，水箱中加热流体的温
【参考文献】：
期刊论文
[1]翅片热管式真空集热管的热性能研究[J]. 黄秀勇,王军,王金平,王俊,张耀明. 太阳能学报. 2016(09)
[2]带遮热板的热管式真空管集热器中温性能的理论与实验研究[J]. 张昕宇,由世俊,葛洪川,高岩,徐伟,何涛,郑雪晶,邓昱. 太阳能学报. 2016(01)
[3]太阳能真空集热管集热过程的动态方程[J]. 王廷伟,李念平. 太阳能学报. 2014(05)
[4]玻璃真空管内插热管式集热器非稳态效率分析[J]. 闫素英,田瑞,后尚,张丽娜. 工程热物理学报. 2008(02)
[5]家用太阳热水系统的热性能试验方法——GB/T18708-2002国家标准介绍[J]. 太阳能. 2002(05)
[6]热管式真空管集热器的热性能研究[J]. 何梓年,蒋富林,葛洪川,李炜. 太阳能学报. 1994(01)
博士论文
[1]SCPC集热器及其太阳能热泵热水系统研究[D]. 穆振英.天津大学 2010
硕士论文
[1]CPC热管式真空管集热器传热模型的分析[D]. 石玲.浙江大学 2007
[2]CPC热管式真空管太阳能集热器传热特性的研究[D]. 赵玉兰.南京工业大学 2006
本文编号：3325136
【文章来源】：建筑节能. 2018,46(06)
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
能量平衡模型示意图Fig.1Theschematicmapofenergybalancemodel
?Table1Specificationandphysicalparametersofmaterials项目数值/备注太阳能集热器装置3台集热管数量1根/台集热管类型热管式真空集热管水平追光装置光电追光(光敏元件)竖直追光装置视日轨迹(单片机控制)水箱3个(亚克力材料)注水量0.01125L保温层材料PE保温棉潜水泵功率3W表2实验装置及型号Table2Experimentaldeviceandmodel实验仪器型号热流计板式热流计热电偶铜－康铜热电偶数据巡检仪安捷伦太阳总辐射表TBQ－2太阳辐射记录仪PC－26实验结果与分析图2展现的是三种集热系统一天中不同时刻瞬时热效率变化趋势，集热器热效率达到最大值后会发生突降，随后保持一段时间的相对稳定，然后又继续下降。图2实测集热管瞬时热效率Fig.2Measurementofinstantaneousthermalefficiencyofcollectortubes图3和图4表示的是不同时刻集热管瞬时热效率与水箱中水温变化趋势，结合图1可知，随着水箱温度的不断升高，热管热效率开始明显下降，对比三种系统热效率开始下降的时刻发现，共同特点是太阳辐射强度基本相同，水箱温度内水的温度都在43～45℃范围内。联系传热学知识，分析其原因如下:①如前文所述，经理论计算可知，随着水的温升度升高，水的对流换热系数降低，热管冷凝段与水的温差也在逐渐减小，对流换热减弱，热管热效率降低降低;②对流换热减弱意味着单位时间内水从热管冷凝段带走的热量减少，热管工质的汽化液化热循环速率下降，热管热效率下降;③若水箱内温度持续上升，热管内工质液化受阻，甚至当正午过后太阳辐射降低后，热管温度与水的温度接近等温，对流换热终止，热管内充满汽态工质不液化，还会严重影响热管寿命。
⑺??0.01125L保温层材料PE保温棉潜水泵功率3W表2实验装置及型号Table2Experimentaldeviceandmodel实验仪器型号热流计板式热流计热电偶铜－康铜热电偶数据巡检仪安捷伦太阳总辐射表TBQ－2太阳辐射记录仪PC－26实验结果与分析图2展现的是三种集热系统一天中不同时刻瞬时热效率变化趋势，集热器热效率达到最大值后会发生突降，随后保持一段时间的相对稳定，然后又继续下降。图2实测集热管瞬时热效率Fig.2Measurementofinstantaneousthermalefficiencyofcollectortubes图3和图4表示的是不同时刻集热管瞬时热效率与水箱中水温变化趋势，结合图1可知，随着水箱温度的不断升高，热管热效率开始明显下降，对比三种系统热效率开始下降的时刻发现，共同特点是太阳辐射强度基本相同，水箱温度内水的温度都在43～45℃范围内。联系传热学知识，分析其原因如下:①如前文所述，经理论计算可知，随着水的温升度升高，水的对流换热系数降低，热管冷凝段与水的温差也在逐渐减小，对流换热减弱，热管热效率降低降低;②对流换热减弱意味着单位时间内水从热管冷凝段带走的热量减少，热管工质的汽化液化热循环速率下降，热管热效率下降;③若水箱内温度持续上升，热管内工质液化受阻，甚至当正午过后太阳辐射降低后，热管温度与水的温度接近等温，对流换热终止，热管内充满汽态工质不液化，还会严重影响热管寿命。图3水箱中的水温与集热管热效率Fig.3Watertemperatureinwatertankandthermalefficiencyofheatcollector图4水箱中的水温与集热管热效率Fig.4Watertemperatureinwatertankandthermalefficiencyofheatcollector根据上文分析，水箱中加热流体的温
【参考文献】：
期刊论文
[1]翅片热管式真空集热管的热性能研究[J]. 黄秀勇,王军,王金平,王俊,张耀明. 太阳能学报. 2016(09)
[2]带遮热板的热管式真空管集热器中温性能的理论与实验研究[J]. 张昕宇,由世俊,葛洪川,高岩,徐伟,何涛,郑雪晶,邓昱. 太阳能学报. 2016(01)
[3]太阳能真空集热管集热过程的动态方程[J]. 王廷伟,李念平. 太阳能学报. 2014(05)
[4]玻璃真空管内插热管式集热器非稳态效率分析[J]. 闫素英,田瑞,后尚,张丽娜. 工程热物理学报. 2008(02)
[5]家用太阳热水系统的热性能试验方法——GB/T18708-2002国家标准介绍[J]. 太阳能. 2002(05)
[6]热管式真空管集热器的热性能研究[J]. 何梓年,蒋富林,葛洪川,李炜. 太阳能学报. 1994(01)
博士论文
[1]SCPC集热器及其太阳能热泵热水系统研究[D]. 穆振英.天津大学 2010
硕士论文
[1]CPC热管式真空管集热器传热模型的分析[D]. 石玲.浙江大学 2007
[2]CPC热管式真空管太阳能集热器传热特性的研究[D]. 赵玉兰.南京工业大学 2006
本文编号：3325136
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