平板型太陽能集熱器因其安全性更好,更易于與建筑結(jié)合,在我國的應(yīng)用量逐年加大。傳統(tǒng)上人們在進(jìn)行平板型太陽能集熱器選型時,不考慮降塵、降水、風(fēng)等環(huán)境因素對平板型太陽能集熱器熱性能的影響,導(dǎo)致平板集熱器在實際工程中的集熱量與設(shè)計值有較大差距。為此,本文開展了以下理論和實驗研究:首先,在分析平板型太陽能集熱器結(jié)構(gòu)和工作原理的基礎(chǔ)上,歸納了環(huán)境因素對集熱器傳熱過程的影響規(guī)律,建立了可分析積塵影響的平板型集熱器傳熱模型。與不同環(huán)境條件下平板型太陽能集熱器熱性能實驗數(shù)據(jù)相比,集熱效率最大偏差為0.023,相對偏差為4.9%,驗證了傳熱模型的準(zhǔn)確性。其次,搭建了包括人造冷天空和太陽模擬器在內(nèi)的人工環(huán)境實驗系統(tǒng),并對單一因素對集熱器性能的影響開展了實驗研究,分析了風(fēng)速、蓋板表面積塵對集熱器效率曲線的影響規(guī)律。綜合實驗與模擬結(jié)果發(fā)現(xiàn):風(fēng)速對熱損系數(shù)影響顯著且規(guī)律近似于開口向右的拋物線,風(fēng)速由0增加至4m/s熱損系數(shù)上升超過16%,其對截距也有一定的影響;蓋板表面積塵對截距的影響規(guī)律近似線性,蓋板表面灰塵層透過率下降0.5截距下降約42.2%,其對熱損系數(shù)也有小幅影響。第三,通過在北京地區(qū)進(jìn)行為期12個月的實驗,總結(jié)回歸出自然條件下降塵、顆粒物濃度、降水等環(huán)境因素影響蓋板透過率的經(jīng)驗公式,其計算值與實驗值的最大偏差為6.42%。結(jié)合風(fēng)速、蓋板表面積塵對集熱器效率曲線的影響規(guī)律,提出了環(huán)境因素對效率曲線的修正方法。與模擬結(jié)果相比,效率曲線截距修正值的最大偏差為2.3%,熱損系數(shù)修正值的最大偏差為4.6%。該修正方法對不同結(jié)構(gòu)參數(shù)的平板型集熱器均有較好的適用性,可在保證準(zhǔn)確度的基礎(chǔ)上簡化計算,指導(dǎo)應(yīng)用平板型太陽能集熱器的系統(tǒng)設(shè)計。最后,建立了考慮自然降塵、降水、風(fēng)等環(huán)境因素影響的平板型太陽能集熱器全年運(yùn)行性能預(yù)測模型,計算結(jié)果表明北京地區(qū)冬季降水少,集熱量受降塵影響將減少19.2%。在分析計算北京地區(qū)不同安裝傾角、不同降水條件全年集熱效果的基礎(chǔ)上,對不同形式的太陽能熱利用系統(tǒng)清潔保養(yǎng)策略提出了建議,以提高集熱系統(tǒng)的運(yùn)行效率。
【學(xué)位單位】：清華大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位年份】：2016
【中圖分類】：TU822;TK513.1
【部分圖文】：

研究思路流程圖

平板型太陽能集熱器結(jié)構(gòu)及工作原理平板型太陽能集熱器結(jié)構(gòu)目前我國常見的平板型太陽能集熱器外形見圖2.1，其一般由吸熱板芯、蓋板、保溫層和外殼 4 部分組成，如圖 2.2 所示。圖 2.1 平板型太陽能集熱器結(jié)構(gòu)示意圖圖 2.2 平板型太陽能集熱器結(jié)構(gòu)示意圖

平板型太陽能集熱器結(jié)構(gòu)示意圖
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3 劉硯剛;;平板型太陽能集熱器的結(jié)構(gòu)[J];太陽能;1992年03期

4 彭運(yùn)吉;王魯振;王偉;程琳;;平板型太陽能集熱器的研究進(jìn)展[J];能源與節(jié)能;2011年08期

5 王勇;段廣彬;丁海成;盧郁;劉宗明;;全流道式平板型太陽能集熱器的試驗研究與模擬分析[J];可再生能源;2015年12期

6 陳講運(yùn);;《高性能平板型太陽能集熱器》團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)編制啟動會暨第一次工作會議在京召開[J];中國建筑金屬結(jié)構(gòu);2019年06期

7 楊先亮;劉新雨;田勝楠;時國華;;平板型太陽能集熱器性能影響因素模擬分析[J];煤氣與熱力;2016年12期

8 ;蜂窩結(jié)構(gòu)平板型太陽能集熱器[J];太陽能;1990年01期

9 姜立軍;蔣建平;莊長宇;;平板型太陽能集熱器全塑化的研究[J];家電科技;2018年02期

10 彭運(yùn)吉;;平板型太陽能集熱器的研究進(jìn)展[J];石油和化工節(jié)能;2012年02期

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3 吳曉寒;地源熱泵與太陽能集熱器聯(lián)合供暖系統(tǒng)研究及仿真分析[D];吉林大學(xué);2008年

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5 吳鈺娟;溫?zé)嵝源叹姆ㄖ委煄畎捳詈筮z神經(jīng)痛療效的系統(tǒng)評價[D];廣州中醫(yī)藥大學(xué);2018年

6 楊洪海;閉式回路脈動熱管運(yùn)行性能的研究[D];東華大學(xué);2006年

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4 車永毅;平板型太陽能集熱器關(guān)鍵參數(shù)變化對其集熱效率影響的研究[D];蘭州理工大學(xué);2016年

5 趙宇航;擾流板對太陽能集熱器性能的影響分析及模擬研究[D];內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué);2016年

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8 張達(dá);提高太陽能集熱器熱性能的實驗研究[D];內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué);2009年

9 黃錦富;平板型光電光熱組件集熱性能優(yōu)化及其在住宅屋頂運(yùn)用方案研究[D];東南大學(xué);2017年

10 王琳;槽式太陽能集熱器動態(tài)性能模擬與分析研究[D];河北工業(yè)大學(xué);2016年

本文編號：2863526