釩鈦黑瓷太陽能集熱器成本低廉、壽命期長、抗老化性好,為改變傳統(tǒng)農(nóng)村住宅的非環(huán)保采暖方式提供了新的發(fā)展思路。然而現(xiàn)階段的釩鈦黑瓷太陽能集熱器僅是一種末端集熱設備,針對其的研究還存在諸多不足。若能提升釩鈦黑瓷太陽能集熱器的效率,探索該系統(tǒng)與農(nóng)村住宅其他能源設備的耦合機理,建立成熟的建筑一體化構成模式,將突破該類型集熱系統(tǒng)的發(fā)展瓶頸問題,進一步拓展太陽能采暖技術在農(nóng)村住宅中的一體化應用。對釩鈦黑瓷太陽能集熱系統(tǒng)的熱性能進行了實驗室測試,結果表明其實驗室集熱效率在51%～52%之間。于山東菏澤一農(nóng)宅進行了應用測試,測試結果表明,該項目在冬季的室內(nèi)臥室溫度為12.1～15.0℃,系統(tǒng)的平均集熱效率為50.63%。釩鈦黑瓷太陽能集熱系統(tǒng)的熱性能符合相關行業(yè)要求,具有全部或部分替代傳統(tǒng)能源采暖的可能性。從理論的角度出發(fā),分析了釩鈦黑瓷太陽能集熱器的傳熱過程與熱性能。針對釩鈦黑瓷太陽能集熱器建立了計算方法,設計了參照模型,分別分析了空氣溫度、太陽輻照強度、采光面積、翅片寬度、翅片厚度、蓋板層數(shù)、蓋板厚度、蓋板透過率、質(zhì)量流量及進口溫度對其的影響,并由此設計出優(yōu)化的集熱器模型。將優(yōu)化模型與參照模型進行對... 

【文章來源】：山東建筑大學山東省

【文章頁數(shù)】：169 頁

【學位級別】：博士

【部分圖文】：

圖１．３陶瓷太陽能集熱模塊分解透視圖（Ｍｉｃｈａｅ丨Ａ．?Ｄａｖｉｓ）??１９８９年，沙特阿拉伯學者Ａｌｉ?Ａ．?Ｂａｄｒａｎ介紹了其對于一種全新的陶瓷制品??——細流式陶瓷太陽能平板集熱器的探宄Ｉ１８１

?該生產(chǎn)工藝成本低廉，且綠色可持續(xù)。以釩鈦黑瓷作為集熱涂層，多孔立體網(wǎng)狀??的涂層結構形成“陽光陷講’’（圖１．５），使光線在板的表面反復折射，其陽光吸收??比達０．９４，且?guī)缀醪浑S時間不衰減，可與建筑同壽命。??遍??圖１．５多孔立體網(wǎng)狀表面結構（Ｊｉａｎｈｕａ?Ｘｕ?ｅｔａ丨丨２丨丨）??１９８７年，徐淑常在國際范圍內(nèi)首次提出了釩鈦黑瓷太陽板和太陽瓦的概念與??陶瓷太陽能集熱工程雛形。然此論文篇幅很小，所提出的想法亦僅停留在概念??階段。??１９９０年，劉鑒民與山東省科學院新材料研宄所及山東省淄博衛(wèi)生陶瓷廠合作??研宄了中國自主產(chǎn)權的黑色陶瓷平板太陽能集熱器Ｉ２３］。這種集熱器的核心技術??之一為曹樹梁發(fā)明的釩鈦黑瓷制造工藝。劉鑒民的論文率先介紹了該集熱器的原??理與性能，并測試出其日平均效率為４６．１％。至此，中國對陶瓷集熱裝置，特別??是陶瓷平板集熱器的研宂達到世界領先水平。??２００６年，曹樹梁團隊發(fā)明了以普通陶瓷為基體成型，經(jīng)ｆ燥后以多孔釩鈦黑??瓷噴黑并燒制而成的釩鈦黑瓷太陽能集熱器。該集熱板的生產(chǎn)方法簡單？?（圖??１?＿６）。平面形狀多為正方形，規(guī)格多樣（表１．１?）．。目前市場售價約為１８０元／ｍ２，??大規(guī)模生產(chǎn)成本僅為５０元／ｍ２。這種集熱板平面形狀為方形

?該生產(chǎn)工藝成本低廉，且綠色可持續(xù)。以釩鈦黑瓷作為集熱涂層，多孔立體網(wǎng)狀??的涂層結構形成“陽光陷講’’（圖１．５），使光線在板的表面反復折射，其陽光吸收??比達０．９４，且?guī)缀醪浑S時間不衰減，可與建筑同壽命。??遍??圖１．５多孔立體網(wǎng)狀表面結構（Ｊｉａｎｈｕａ?Ｘｕ?ｅｔａ丨丨２丨丨）??１９８７年，徐淑常在國際范圍內(nèi)首次提出了釩鈦黑瓷太陽板和太陽瓦的概念與??陶瓷太陽能集熱工程雛形。然此論文篇幅很小，所提出的想法亦僅停留在概念??階段。??１９９０年，劉鑒民與山東省科學院新材料研宄所及山東省淄博衛(wèi)生陶瓷廠合作??研宄了中國自主產(chǎn)權的黑色陶瓷平板太陽能集熱器Ｉ２３］。這種集熱器的核心技術??之一為曹樹梁發(fā)明的釩鈦黑瓷制造工藝。劉鑒民的論文率先介紹了該集熱器的原??理與性能，并測試出其日平均效率為４６．１％。至此，中國對陶瓷集熱裝置，特別??是陶瓷平板集熱器的研宂達到世界領先水平。??２００６年，曹樹梁團隊發(fā)明了以普通陶瓷為基體成型，經(jīng)ｆ燥后以多孔釩鈦黑??瓷噴黑并燒制而成的釩鈦黑瓷太陽能集熱器。該集熱板的生產(chǎn)方法簡單？?（圖??１?＿６）。平面形狀多為正方形，規(guī)格多樣（表１．１?）．。目前市場售價約為１８０元／ｍ２，??大規(guī)模生產(chǎn)成本僅為５０元／ｍ２。這種集熱板平面形狀為方形

【參考文獻】：
期刊論文
[1]北方農(nóng)村清潔供暖技術路徑分析[J]. 李忠.  建設科技. 2017(18)
[2]濟南太陽能熱利用率分析[J]. 梁若冰,方亮,郭敏,謝曉娜.  節(jié)能. 2017(09)
[3]SCADA系統(tǒng)在清潔能源供熱領域中的應用[J]. 舒戈.  中國高新區(qū). 2017(13)
[4]居民冬季取暖現(xiàn)狀及清潔取暖接受意愿調(diào)研分析——以河北省試點地區(qū)為例[J]. 趙藝博,武菁,張斌,馬洪旺,張欣悅,楊洋.  農(nóng)村科學實驗. 2017(07)
[5]西北農(nóng)村單體住宅太陽能主動采暖效果試驗[J]. 李金平,司澤田,孔瑩,王磊,甄簫斐.  農(nóng)業(yè)工程學報. 2016(21)
[6]平板型雙流道太陽能空氣集熱器熱性能研究[J]. 王林軍,高章維,張東,劉偉.  太陽能學報. 2016(10)
[7]釩鈦黑瓷太陽能家用熱電裝置設計及熱電效能測試[J]. 馬蘭,謝志軍.  教育教學論壇. 2016(23)
[8]利用攀西釩資源研究開發(fā)釩功能材料展望[J]. 楊紹利,馬蘭,劉金鳳,雷卓君.  鋼鐵釩鈦. 2016(02)
[9]2013十項全能太陽能建筑競賽中綠色建筑的技術共性[J]. 陳德勝,吳云濤,安艷華.  裝飾. 2015(07)
[10]高寒地區(qū)陶瓷太陽能集熱系統(tǒng)的應用研究[J]. 嚴軍,喬建華.  青海大學學報(自然科學版). 2014(06)

博士論文
[1]寒旱地區(qū)綠色單體建筑室內(nèi)舒適度研究[D]. 刁榮丹.蘭州理工大學 2016
[2]雙效陶瓷太陽能集熱器熱性能及建筑集成設計研究[D]. 何文晶.天津大學 2014

碩士論文
[1]青島某新農(nóng)村供熱系統(tǒng)集成技術研究[D]. 潘晉.山東建筑大學 2015
[2]利用釩鈦尾渣制備黑瓷及其太陽能集熱應用[D]. 李國偉.西華大學 2015
[3]太陽能輔助水源熱泵地輻射采暖系統(tǒng)的研究[D]. 劉阿鳳.西安工程大學 2015
[4]平板集熱的太陽能海水淡化系統(tǒng)性能研究[D]. 顧明.大連理工大學 2014
[5]與新型農(nóng)村綠色建筑一體化的供能系統(tǒng)性能研究[D]. 馬思聰.蘭州理工大學 2014
[6]溫室太陽能與鍋爐聯(lián)合供熱系統(tǒng)的研究[D]. 陳華山.昆明理工大學 2013
[7]陶瓷太陽板集熱器集熱性能分析[D]. 任川山.河北工程大學 2013
[8]寒冷地區(qū)多能互補熱泵系統(tǒng)的性能實驗研究[D]. 趙沁童.蘭州理工大學 2013
[9]生物質(zhì)鍋爐輔助太陽能供熱采暖系統(tǒng)的研究[D]. 李寧.西安建筑科技大學 2012
[10]不同熱源供暖性能的比較與評價研究[D]. 張亮.西安建筑科技大學 2010



本文編號：3006899