特殊条件下太阳能平板集热器性能研究

【摘要】：集热器对太阳能供热系统性能有直接而重要的影响。在严寒的冬季或者一些特殊条件下（如泄漏状态），太阳能集热器性能有待于进一步研究。 通过试验研究了一般气象条件下太阳能集热器性能参数，包括集热器温度，蓄热水箱进出口水温度逐时变化等。实测表明，在秋冬、冬春过渡季节，环境温度变化对集热器表面温度差异的影响小于云层厚度改变引起的太阳辐射强度的影响。对一些工程中遇到的特殊条件如防冻液泄露，现场测试了漏液状态下平板式太阳能集热器性能参数，包括集热器温度，蓄热水箱进出口水温度逐时变化。通过研究对比发现，随着太阳辐射照度的增加，以及防冻液泄漏量的增加，防冻液进出口温差逐渐变大。在防冻液（主要成分为乙二醇，由于在使用中易生成酸性物质，对金属有腐蚀作用；一般加入适量磷酸氢二钠等以防腐蚀）充灌量8L的情况下，对不同漏液状态下对太阳能集热板进行了测试及换热性能分析，分别在少量漏液状态下（漏液量为28%）情况下，以及大量漏液状态下（漏液量为60%）情况下，对太阳能集热板以及防冻液和冷热水进出口的热性能变化进行了详细测试。研究表明，在较少的防冻液漏液条件下，集热器加热效果下降较缓慢，用户用热水的温度下降较小；而较多的防冻液漏液情况下，集热器加热效果下降较大，用户用热水的温度下降明显。 特别注意的是，破坏性实验表明，在漏液条件下，特别是大漏液量时，防冻液的进口温度明显升高，但是总的热储量降低，显著降低了太阳能供热系统性能。 【关键词】：太阳能 集热器 建筑一体化 辐射强度
【学位授予单位】：西安建筑科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TK513.1
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 1 绪论8-16
• 1.1 太阳能集热技术的发展现状8-10
• 1.1.1 能源与环境污染8-9
• 1.1.2 太阳能资源的特点9
• 1.1.3 太阳能利用设备9-10
• 1.1.4 平板太阳能集热设备的特点10
• 1.2 国内外研究现状10-14
• 1.2.1 国外研究现状10-12
• 1.2.2 国内研究现状12-14
• 1.2.3 存在的问题14
• 1.3 本文的主要研究内容14-16
• 2 平板式太阳能集热器基本原理16-22
• 2.1 太阳辐射能16-18
• 2.1.1 几个重要参数的定义16
• 2.1.2 天球的坐标系16-18
• 2.2 平板式太阳能集热器技术18-22
• 3 平板式太阳能集热器性能实验研究22-31
• 3.1 装置及实验测试方法23-30
• 3.1.1 气象条件监测系统23-24
• 3.1.2 平板太阳能热水系统24-25
• 3.1.3 温度监测系统25-27
• 3.1.4 热电偶的制作及标定27-30
• 3.2 实验方案30-31
• 4 实验数据处理及分析31-44
• 4.1 太阳能集热器冬季换热效果实验分析31-36
• 4.2 太阳能集热器春季换热效果实验分析36-39
• 4.2.1 春季全天太阳能集热器换热效果分析36-37
• 4.2.2 春季晴天阴天换热效果分析37-39
• 4.3 太阳能集热板漏液对换热效果的影响分析39-44
• 5 结论44-45
• 致谢45-46
• 参考文献46-50
• 在读期间发表学术论文、课题研究情况50

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