能源枯竭和環(huán)境污染是當(dāng)今社會(huì)面臨的兩大難題。太陽(yáng)能以其清潔、普遍、巨大、長(zhǎng)久的優(yōu)點(diǎn)被人們廣泛應(yīng)用與生活和生產(chǎn)中。太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)通�？梢蕴峁�40-60℃的熱水,單個(gè)太陽(yáng)能熱水器也是現(xiàn)在城市和農(nóng)村人們生活熱水的首選,但是在太陽(yáng)能不充足的陰雨天和夜間,如何有效的把太陽(yáng)能儲(chǔ)存起來(lái)是現(xiàn)在太陽(yáng)能利用中較為薄弱的環(huán)節(jié)。本文提出的溫度分層型儲(chǔ)熱水箱可以在一定程度上解決現(xiàn)在家用和城市集中供熱太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)中帶蓄熱水箱的系統(tǒng)啟動(dòng)慢、可用能少的問(wèn)題,并能使集熱器長(zhǎng)期處于高效工作狀態(tài)。 本文設(shè)計(jì)了一種新型的溫度分層換熱儲(chǔ)熱裝置作為太陽(yáng)能供暖供熱水系統(tǒng)換熱儲(chǔ)熱裝置,既分層換熱儲(chǔ)熱裝置,通過(guò)換熱裝置避免傳熱工質(zhì)直接進(jìn)入儲(chǔ)熱水箱破壞儲(chǔ)熱水箱內(nèi)部穩(wěn)定的環(huán)境；通過(guò)分層換熱可以使儲(chǔ)熱水箱內(nèi)形成高度的溫度分層。 建立了太陽(yáng)能集熱、儲(chǔ)熱、供暖的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),同時(shí)具有完整的計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控系統(tǒng),可以對(duì)太陽(yáng)能系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集。開(kāi)展了太陽(yáng)能集熱、換熱、儲(chǔ)熱的實(shí)驗(yàn)研究。 本文對(duì)分層換熱儲(chǔ)熱水箱進(jìn)行換熱儲(chǔ)熱實(shí)驗(yàn),對(duì)儲(chǔ)熱水箱的充熱過(guò)程的實(shí)時(shí)監(jiān)控,分析結(jié)果顯示水箱中上下層的溫度差先是逐漸升高,上下層的溫差最高可以達(dá)到26.7℃,到達(dá)最高后逐漸降低,儲(chǔ)熱水箱中上下層的溫差范圍為15-30℃。斜溫層厚度為20cm,在整個(gè)充熱過(guò)程中保持穩(wěn)定。分層儲(chǔ)熱系統(tǒng)比不分層系統(tǒng)啟動(dòng)快1天,儲(chǔ)存的可用能比不分層系統(tǒng)高多105.45MJ。水箱的保溫性能好,熱損失小,可以長(zhǎng)時(shí)間保持水箱內(nèi)部的溫度分層。 文本對(duì)一種熱管型真空集熱器在不同進(jìn)口溫度下集熱器的瞬時(shí)效率進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究,當(dāng)太陽(yáng)能輻射量在700±50MJ時(shí),集熱器進(jìn)口溫度分別為10℃、20℃一直到80℃時(shí)進(jìn)行測(cè)試,集熱器的瞬時(shí)效率隨著進(jìn)口溫度的升高程下降趨勢(shì),集熱器瞬時(shí)效率最高可以達(dá)到65%,在進(jìn)口溫度80℃時(shí)集熱器的瞬時(shí)效率為37%。 對(duì)充熱過(guò)程中分層儲(chǔ)熱系統(tǒng)集熱器的日平均效率進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究,將其與理論計(jì)算的不分層儲(chǔ)熱的集熱器效率進(jìn)行了對(duì)比分析,結(jié)果顯示在整個(gè)充熱過(guò)程中分層儲(chǔ)熱系統(tǒng)的集熱器日平均效率比不分層儲(chǔ)熱系統(tǒng)的集熱器效率高1%-6.5%,分層儲(chǔ)熱系統(tǒng)可以使集熱器保持在高效率下運(yùn)行。
【學(xué)位單位】：蘭州理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2014
【中圖分類】：TK513;TK515
【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 引言
    1.2 太陽(yáng)能儲(chǔ)熱的意義
    1.3 太陽(yáng)能儲(chǔ)熱技術(shù)的分類
        1.3.1 按照熱量的儲(chǔ)存時(shí)間分類
        1.3.2 按照儲(chǔ)熱介質(zhì)分類
        1.3.3 按照儲(chǔ)熱溫度分層與否分類
    1.4 溫度分層儲(chǔ)熱的原理及作用
        1.4.1 儲(chǔ)熱介質(zhì)的選擇
        1.4.2 水箱溫度分層儲(chǔ)熱的原理
        1.4.3 水箱溫度分層的作用
    1.5 溫度分層儲(chǔ)熱技術(shù)的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.5.1 國(guó)外研究現(xiàn)狀及應(yīng)用
        1.5.2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀及應(yīng)用
        1.5.3 溫度分層儲(chǔ)熱研究現(xiàn)存的問(wèn)題
    1.6 本文主要研究的內(nèi)容
第2章 溫度分層型儲(chǔ)熱罐的設(shè)計(jì)
    2.1 水箱溫度分層的多節(jié)點(diǎn)模型
    2.2 水箱溫度分層的實(shí)現(xiàn)與破壞
        2.2.1 實(shí)現(xiàn)水箱溫度分層的方法
        2.2.2 水箱溫度分層的破壞
    2.3 水箱溫度分層效果的影響因素
    2.4 溫度分層儲(chǔ)熱水箱的設(shè)計(jì)
        2.4.1 分層儲(chǔ)熱水箱的容積
        2.4.2 分層儲(chǔ)熱水箱的內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
        2.4.3 分層儲(chǔ)熱水箱的保溫設(shè)計(jì)
    2.5 本章小結(jié)
第3章 儲(chǔ)熱水箱溫度分層實(shí)驗(yàn)
    3.1 太陽(yáng)能集熱儲(chǔ)熱供暖系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
        3.1.1 系統(tǒng)介紹
        3.1.2 系統(tǒng)的運(yùn)行方式
    3.2 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)
    3.3 儲(chǔ)熱水箱的熱損實(shí)驗(yàn)
        3.3.1 儲(chǔ)熱水箱的熱阻系數(shù)
        3.3.2 儲(chǔ)熱水箱熱損實(shí)驗(yàn)過(guò)程
        3.3.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析
    3.4 儲(chǔ)熱水箱溫度分層實(shí)驗(yàn)
        3.4.1 充熱實(shí)驗(yàn)過(guò)程
        3.4.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析
        3.4.3 儲(chǔ)熱水箱溫度分層分析
    3.5 本章小結(jié)
第4章 分層儲(chǔ)熱對(duì)太陽(yáng)能集熱器效率的影響
    4.1 熱管真空管的定義與分類
    4.2 熱管的傳熱原理
    4.3 集熱器瞬時(shí)效率定義及計(jì)算
    4.4 不同進(jìn)口溫度下集熱器瞬時(shí)效率的實(shí)驗(yàn)及分析
        4.4.1 實(shí)驗(yàn)過(guò)程
        4.4.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析
    4.5 分層和不分層儲(chǔ)熱過(guò)程中集熱器效率
        4.5.1 實(shí)驗(yàn)過(guò)程
        4.5.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析
    4.6 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝
附錄 攻讀學(xué)位期間所發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄

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