变工况下环境因素对竖排全玻璃真空管集热器储热性能的影响试验研究
发布时间：2022-02-14 17:22
全玻璃真空管太阳能集热器在西北地区得到广泛的应用。提高用户有用得热量可以提高全玻璃真空管的集热效率,在集热器稳态运行情况下,用户有用得热量数值上和集热器储热量相等。为探究变工况下竖排全玻璃真空管集热器储热性能的影响,以西北地区农村一单体建筑屋顶上6组全玻璃真空管太阳能集热器为研究对象,实时监测太阳辐照度,风速,环境温度,并对环境温度这一单一因素对集热器储热量的影响进行分析。试验结果表明:当夜间没有太阳辐射或者白天太阳辐射低于600W/m2,其他因素不发生改变时,随着环境温度升高,全玻璃真空管太阳能集热器储热量会随之增大,环境温度每增加1℃,全玻璃真空管储热量将增加2 209J。当太阳辐照量足够大,大于600 W/m2时,储热量不随环境温度变化而变化。
【文章来源】：中国农机化学报. 2018,39(10)北大核心
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
图１太阳能全玻璃真空管集热系统图Ｆｉｇ．１Ｓｙｓｔｅｍｄｉａｇｒａｍｏｆａｌｌ－ｇｌａｓｓｖａｃｕｕｍｔｕｂｅｓｏｌａｒｃｏｌｌｅｃｔｏｒ
８８中国农机化学报２０１８年集热器储热性能的影响，所以选取３ｄ太阳辐照基本相同的典型日，１月１日，１月１４日和１月１５日。太阳能集热器集热面上太阳辐照强度如图２所示。这三日的峰值均出现于１４：００左右，峰值分别为８９２Ｗ／ｍ２，９１８Ｗ／ｍ２，８６７Ｗ／ｍ２。有效时数都在５．４ｈ左右。另外，本文选取的月份是西北地区阳光最薄弱的１月份，数据表明，测试地点阳光充足，能够满足集热器所需的太阳辐照度。图２三日太阳辐照度对比图Ｆｉｇ．２Ｃｏｎｔｒａｓｔｏｆｓｏｌａｒｉｒｒａｄｉａｎｃｅｉｎｔｙｐｉｃａｌｔｈｒｅｅｄａｙｓ２．２环境风速将ＹＧＣ－ＦＳ热膜风速传感器置于集热器采光口上方１００ｍｍ，并在集热器半径５ｍ以内的位置处。确保风速传感器所测量的风速不被阻挡，且不遮挡集热器采光口。输出的信号是电压信号，电压信号范围为０～５Ｖ，风速的示值计算如式（５）所示。风速示值（ｍ／ｓ）＝仪表显示数值（Ｖ）５（Ｖ）×５（５）由于试验是在完全真实的自然环境状况下进行的，风速作为一实时改变的因素，本文尽可能地选取了三天风速非常接近的典型日来探究环境因素对太阳能集热器储热性能的影响，如图３所示。图３三日风速对比图Ｆｉｇ．３Ｃｏｎｔｒａｓｔｏｆｗｉｎｄｓｐｅｅｄｉｎｔｙｐｉｃａｌｔｈｒｅｅｄａｙｓ１月１日，１月１４日，１月１５日这三日都在１３：３６这一时刻达到了一天中风速最高，此时风速分别为３．７５ｍ／ｓ，３．６７ｍ
感器置于集热器采光口上方１００ｍｍ，并在集热器半径５ｍ以内的位置处。确保风速传感器所测量的风速不被阻挡，且不遮挡集热器采光口。输出的信号是电压信号，电压信号范围为０～５Ｖ，风速的示值计算如式（５）所示。风速示值（ｍ／ｓ）＝仪表显示数值（Ｖ）５（Ｖ）×５（５）由于试验是在完全真实的自然环境状况下进行的，风速作为一实时改变的因素，本文尽可能地选取了三天风速非常接近的典型日来探究环境因素对太阳能集热器储热性能的影响，如图３所示。图３三日风速对比图Ｆｉｇ．３Ｃｏｎｔｒａｓｔｏｆｗｉｎｄｓｐｅｅｄｉｎｔｙｐｉｃａｌｔｈｒｅｅｄａｙｓ１月１日，１月１４日，１月１５日这三日都在１３：３６这一时刻达到了一天中风速最高，此时风速分别为３．７５ｍ／ｓ，３．６７ｍ／ｓ，３．５９ｍ／ｓ，相差不超过０．２ｍ／ｓ。且整体趋势变化相同，都是在白天风速相较于夜间高。风速高的时候，集热器热损失大。由以上分析可知，这三天典型日风速对集热器的影响可认为是相同的，故忽略风速对集热器储热性能的影响。２．３不同环境温度对水箱温度的影响将四线制温度传感器固定在太阳能集热器水箱内部，测量水箱温度。如图４所示，１月１日，１月１４日，１月１５日的日出时间分别为９：０８；８：５９；９：０９，日出时间非常接近。在太阳刚出来的时候，环境温度分别为－４℃，－１４．８℃，－８℃，有一定的温度梯度。在白天北京时间１４：０１达到太阳辐照最大值，在１４：０１
【参考文献】：
期刊论文
[1]全玻璃真空管太阳能阵列供暖系统性能试验[J]. 李金平,孔莹,许哲,司泽田. 农业工程学报. 2017(11)
[2]两种全玻璃真空管型太阳集热器集热系统动态特性比较[J]. 高岩,蔺新星,张昕宇,张广宇,王鸣霄,刘然. 太阳能学报. 2016(06)
[3]紧凑式全玻璃真空管热水系统热性能影响因素研究[J]. 刁荣丹,李金平,马思聪,董缇,单少雄. 太阳能学报. 2016(01)
[4]新型贮热水箱的热性能研究[J]. 廖承菌,王进福,杨雯,何家超,冷天玖,杨培志. 太阳能学报. 2014(12)
[5]环境条件对全玻璃真空太阳能热水系统热性能的影响[J]. 魏凤,张晓黎,辛礼. 能源技术. 2006(02)
[6]全玻璃真空管太阳能空气集热器热性能试验方法研究[J]. 王志峰. 太阳能学报. 2001(02)
硕士论文
[1]太阳能集热器热性能研究[D]. 刘建波.兰州理工大学 2014
本文编号：3624963
【文章来源】：中国农机化学报. 2018,39(10)北大核心
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
图１太阳能全玻璃真空管集热系统图Ｆｉｇ．１Ｓｙｓｔｅｍｄｉａｇｒａｍｏｆａｌｌ－ｇｌａｓｓｖａｃｕｕｍｔｕｂｅｓｏｌａｒｃｏｌｌｅｃｔｏｒ
８８中国农机化学报２０１８年集热器储热性能的影响，所以选取３ｄ太阳辐照基本相同的典型日，１月１日，１月１４日和１月１５日。太阳能集热器集热面上太阳辐照强度如图２所示。这三日的峰值均出现于１４：００左右，峰值分别为８９２Ｗ／ｍ２，９１８Ｗ／ｍ２，８６７Ｗ／ｍ２。有效时数都在５．４ｈ左右。另外，本文选取的月份是西北地区阳光最薄弱的１月份，数据表明，测试地点阳光充足，能够满足集热器所需的太阳辐照度。图２三日太阳辐照度对比图Ｆｉｇ．２Ｃｏｎｔｒａｓｔｏｆｓｏｌａｒｉｒｒａｄｉａｎｃｅｉｎｔｙｐｉｃａｌｔｈｒｅｅｄａｙｓ２．２环境风速将ＹＧＣ－ＦＳ热膜风速传感器置于集热器采光口上方１００ｍｍ，并在集热器半径５ｍ以内的位置处。确保风速传感器所测量的风速不被阻挡，且不遮挡集热器采光口。输出的信号是电压信号，电压信号范围为０～５Ｖ，风速的示值计算如式（５）所示。风速示值（ｍ／ｓ）＝仪表显示数值（Ｖ）５（Ｖ）×５（５）由于试验是在完全真实的自然环境状况下进行的，风速作为一实时改变的因素，本文尽可能地选取了三天风速非常接近的典型日来探究环境因素对太阳能集热器储热性能的影响，如图３所示。图３三日风速对比图Ｆｉｇ．３Ｃｏｎｔｒａｓｔｏｆｗｉｎｄｓｐｅｅｄｉｎｔｙｐｉｃａｌｔｈｒｅｅｄａｙｓ１月１日，１月１４日，１月１５日这三日都在１３：３６这一时刻达到了一天中风速最高，此时风速分别为３．７５ｍ／ｓ，３．６７ｍ
感器置于集热器采光口上方１００ｍｍ，并在集热器半径５ｍ以内的位置处。确保风速传感器所测量的风速不被阻挡，且不遮挡集热器采光口。输出的信号是电压信号，电压信号范围为０～５Ｖ，风速的示值计算如式（５）所示。风速示值（ｍ／ｓ）＝仪表显示数值（Ｖ）５（Ｖ）×５（５）由于试验是在完全真实的自然环境状况下进行的，风速作为一实时改变的因素，本文尽可能地选取了三天风速非常接近的典型日来探究环境因素对太阳能集热器储热性能的影响，如图３所示。图３三日风速对比图Ｆｉｇ．３Ｃｏｎｔｒａｓｔｏｆｗｉｎｄｓｐｅｅｄｉｎｔｙｐｉｃａｌｔｈｒｅｅｄａｙｓ１月１日，１月１４日，１月１５日这三日都在１３：３６这一时刻达到了一天中风速最高，此时风速分别为３．７５ｍ／ｓ，３．６７ｍ／ｓ，３．５９ｍ／ｓ，相差不超过０．２ｍ／ｓ。且整体趋势变化相同，都是在白天风速相较于夜间高。风速高的时候，集热器热损失大。由以上分析可知，这三天典型日风速对集热器的影响可认为是相同的，故忽略风速对集热器储热性能的影响。２．３不同环境温度对水箱温度的影响将四线制温度传感器固定在太阳能集热器水箱内部，测量水箱温度。如图４所示，１月１日，１月１４日，１月１５日的日出时间分别为９：０８；８：５９；９：０９，日出时间非常接近。在太阳刚出来的时候，环境温度分别为－４℃，－１４．８℃，－８℃，有一定的温度梯度。在白天北京时间１４：０１达到太阳辐照最大值，在１４：０１
【参考文献】：
期刊论文
[1]全玻璃真空管太阳能阵列供暖系统性能试验[J]. 李金平,孔莹,许哲,司泽田. 农业工程学报. 2017(11)
[2]两种全玻璃真空管型太阳集热器集热系统动态特性比较[J]. 高岩,蔺新星,张昕宇,张广宇,王鸣霄,刘然. 太阳能学报. 2016(06)
[3]紧凑式全玻璃真空管热水系统热性能影响因素研究[J]. 刁荣丹,李金平,马思聪,董缇,单少雄. 太阳能学报. 2016(01)
[4]新型贮热水箱的热性能研究[J]. 廖承菌,王进福,杨雯,何家超,冷天玖,杨培志. 太阳能学报. 2014(12)
[5]环境条件对全玻璃真空太阳能热水系统热性能的影响[J]. 魏凤,张晓黎,辛礼. 能源技术. 2006(02)
[6]全玻璃真空管太阳能空气集热器热性能试验方法研究[J]. 王志峰. 太阳能学报. 2001(02)
硕士论文
[1]太阳能集热器热性能研究[D]. 刘建波.兰州理工大学 2014
本文编号：3624963
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