發(fā)布時間：2020-05-29 03:51

【摘要】：目前，可再生能源受到了越來越多的關(guān)注和研究應(yīng)用。太陽能作為可再生能源之一，具有比其它可再生能源更為巨大的優(yōu)勢，已經(jīng)形成了廣闊的持續(xù)的學(xué)術(shù)研究熱點(diǎn)前景和廣闊的市場應(yīng)用前景。本文介紹了太陽能熱利用的重要性、太陽能集熱器的種類以及它們特點(diǎn)。重點(diǎn)綜述了熱管平板太陽能集熱器的優(yōu)勢以及研究進(jìn)展。在此基礎(chǔ)上，本文設(shè)計了一款新型的熱管集熱片作為平板太陽能集熱器的集熱元件，對這種新型熱管平板太陽能集熱器進(jìn)行了數(shù)值模擬研究。具體說來，主要包括以下四個方面工作： 1.設(shè)計了一款新型的熱管集熱片。根據(jù)熱管平板太陽能集熱器的特點(diǎn)和要求設(shè)計一款新型結(jié)構(gòu)的熱管集熱片，集熱片上表面為波紋型，下表面為平板型，中間開有熱管結(jié)構(gòu)。寬度為95mm，長度1000mm，高度為5mm。并且通過理論計算驗(yàn)算設(shè)計了熱管集熱片壁厚以及各種傳熱極限，使之符合熱管平板太陽能集熱器的要求。 2.對本文設(shè)計的新型熱管平板太陽能集熱器進(jìn)行了三維的數(shù)值模擬。利用Fluent軟件分析了集熱器放置傾斜角、循環(huán)水進(jìn)口質(zhì)量流量以及空氣夾層間距三個因素對集熱器效率的影響。在廣州地區(qū)，4到9月份太陽能集熱器的最佳傾斜角為10°，其余月份最佳傾斜角30°到35°。最佳進(jìn)口水質(zhì)量流量為0.15Kg/s，最佳空氣夾層間距為20mm。 3.通過分析了熱管集熱片平板太陽能集熱器的能量平衡，從而得到了在太陽能集熱器結(jié)構(gòu)上改進(jìn)的兩種途徑。改進(jìn)換熱器和空氣夾層，提高太陽能集熱器的集熱性能。在原本設(shè)計的換熱器基礎(chǔ)上，將換熱器改成內(nèi)螺紋結(jié)構(gòu)的換熱器。最佳質(zhì)量流量為0.1Kg/s，隨著螺距的增大，集熱效率不斷下降。內(nèi)螺紋高度的增加，集熱效率不斷上升。相對于光滑管換熱器的太陽能集熱器，具有內(nèi)螺紋管換熱器的熱管平板太陽能集熱器的最大瞬時效率提高了3.37%，總熱損系數(shù)降低了23.26%。 4.對于空氣夾層的改進(jìn)，本文研究真空狀態(tài)下的夾層對太陽能集熱器的影響。研究表明循環(huán)水最佳進(jìn)口質(zhì)量流量為0.1Kg/s。真空夾層間距對太陽能集熱器的集熱效率影響不大。相對于空氣夾層太陽能集熱器，真空夾層太陽能集熱器的最大瞬時效率提高了2.70%，總熱損系數(shù)降低了64.96%。
【圖文】：

意義個國家的戰(zhàn)略發(fā)展，是經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)以及，在法國能源統(tǒng)計公司 Enerdata 2009 年公消耗量最大的國家，超過了美國。在我國煤炭消耗占據(jù)了過半的能源消耗量，達(dá)到了國的三大常規(guī)能源儲量中，煤炭的儲量比石第三、世界第六和世界第十六[1]。我國能源同被列為三大耗能用戶，其中建筑能耗占總、供暖和熱水占 75%。5.20%9.40%

圖 1-2 平板式太陽能集熱器[35]結(jié)構(gòu)的不同，平板式太陽能集熱器可分為管板式、翼管。我國《平板型太陽集熱器技術(shù)條件》 GB/T 6424-20時效率截距不低于 0.72，而其總熱損系數(shù)低于 6.0 W/m能集熱器的工作原理為：太陽光穿透透明蓋板到吸熱體涂層，太陽輻射能轉(zhuǎn)換為熱能，加熱水道中的水。水熱虹吸現(xiàn)象。因此，水在集熱器中被加熱，密度差使箱，而通過下循環(huán)管道使得水箱底部的冷水補(bǔ)充到太陽最終不斷升高整個水箱中的生活用水的水溫。太陽能集熱器
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TK513.1

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2686346