太陽(yáng)能集熱器熱性能研究.pdf

1、太陽(yáng)能集熱器集熱性能的影響因素是多樣的，主要分為外界影響和自身運(yùn)行狀態(tài)的影響。其中外界條件中，積塵作為一個(gè)重要的因素，對(duì)太陽(yáng)能集熱器集熱能力的影響是不可忽略的。系統(tǒng)中運(yùn)行時(shí)，由于流經(jīng)集熱器的流量并不能保持恒定，流體流量的變化對(duì)集熱器的熱性能造成影響，同時(shí)現(xiàn)有的對(duì)集熱器熱性能進(jìn)行測(cè)試的穩(wěn)態(tài)測(cè)試模型和動(dòng)態(tài)測(cè)試模型都是在集熱器流量變化不大的情況下對(duì)集熱器熱性能進(jìn)行的檢測(cè)，所以分析穩(wěn)態(tài)測(cè)試模型與流量的關(guān)系式以及動(dòng)態(tài)測(cè)試模型中加入流量變化引起的熱

2、量損失這一修正項(xiàng)可以更好的預(yù)測(cè)集熱器的熱性能。
　　本文研究了熱管真空管集熱器、平板集熱器、CPC反光板集熱器以及全玻璃管集熱器四類(lèi)集熱器表面積塵形態(tài)的不同以及積塵量的差異，分析了積塵對(duì)這四種集熱性能影響的不同。著重研究了積塵對(duì)平板太陽(yáng)能集熱器集熱性能的影響，從積塵對(duì)平板太陽(yáng)能集熱器瞬時(shí)效率的影響、積塵對(duì)平板太陽(yáng)能集熱器臨界溫度的影響以及積塵對(duì)平板太陽(yáng)能集熱器每日溫升的影響三個(gè)方面考慮，對(duì)平板太陽(yáng)能集熱器在穩(wěn)態(tài)工況下有塵和無(wú)塵條件

3、下的集熱器的熱性能進(jìn)行測(cè)試，并對(duì)集熱器進(jìn)行了悶曬實(shí)驗(yàn)，測(cè)試集熱器悶曬時(shí)達(dá)到的臨界溫度，通過(guò)每日集熱器實(shí)驗(yàn)測(cè)量值，對(duì)灰塵的遮陽(yáng)系數(shù)以及太陽(yáng)能集熱器的溫升做了計(jì)算。試驗(yàn)結(jié)果表明，受積塵因素的影響，平板太陽(yáng)能集熱器、全玻璃真空管集熱器、熱管真空管集熱器以及CPC反光板集熱器的集熱效率分別下降了9.69％、15.45％、20.95％、35.21％。積塵對(duì)平板太陽(yáng)能集熱器的影響主要表現(xiàn)在對(duì)其表面玻璃透光率的影響，積塵對(duì)其透光率影響可達(dá)13.3％，

4、積塵對(duì)換熱系數(shù)的影響較小，只有0.2％，可以忽略。受積塵的影響，平板集熱器在某一時(shí)刻可達(dá)到的臨界溫度也有所降低，最高可降低7.2℃，嚴(yán)重降低了集熱器在某一時(shí)間段內(nèi)的集熱效率，有塵和無(wú)塵集熱器在一天內(nèi)的溫升值也是不一樣的，受積塵的影響，集熱器的溫升值下降了0-1℃，在一天的正午時(shí)間，溫升最大。
　　以平板太陽(yáng)能集熱器為研究對(duì)象，對(duì)流體流量對(duì)平板型集熱器集熱效率的影響進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究，通過(guò)測(cè)量集熱器在不同流體流量的工況下集熱器進(jìn)口溫度和

5、出口溫度，計(jì)算太陽(yáng)能集熱器效率，同時(shí)根據(jù)實(shí)驗(yàn)值推導(dǎo)集熱器熱轉(zhuǎn)移因子以及集熱器熱損系數(shù)在不同流量下的數(shù)值，觀察集熱器效率、熱轉(zhuǎn)移因子及熱損系數(shù)隨流量的變化趨勢(shì)，通過(guò)熱轉(zhuǎn)移因子、熱損系數(shù)分別對(duì)流量進(jìn)行擬合回歸，建立關(guān)于流量的集熱器效率方程式，針對(duì)平板太陽(yáng)能集熱器穩(wěn)態(tài)測(cè)試模型提出修正，建立的集熱器效率方程可以很好的反映出不同流量工況下集熱器效率的變化趨勢(shì)且能清楚的得到集熱器最佳性能下的流體流量。
　　從平板太陽(yáng)能集熱器本身結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分析了

6、其傳熱機(jī)理，將由運(yùn)行過(guò)程中由流量變化引起的集熱器的熱量損失考慮在內(nèi)，在現(xiàn)有的動(dòng)態(tài)測(cè)試模型基礎(chǔ)上，引入了一個(gè)關(guān)于流量變化引起的熱損的修正項(xiàng)，建立新的動(dòng)態(tài)測(cè)試模型，并根據(jù)實(shí)驗(yàn)值對(duì)其系數(shù)進(jìn)行確定。并用該測(cè)試模型對(duì)平板太陽(yáng)能集熱器在穩(wěn)態(tài)測(cè)試工況、恒流量動(dòng)態(tài)測(cè)試工況、集熱器進(jìn)出口溫差恒定的動(dòng)態(tài)測(cè)試工況、集熱器出口溫度恒定的動(dòng)態(tài)測(cè)試工況以及集熱器表面積塵情況下的動(dòng)態(tài)測(cè)試工況的得熱量分別進(jìn)行了預(yù)測(cè)，并將其與實(shí)際得熱量進(jìn)行了對(duì)比分析，比較其最高誤差和平