在太陽(yáng)能集熱系統(tǒng)中,儲(chǔ)熱水箱內(nèi)的溫度分層效果受不同水箱結(jié)構(gòu)的影響巨大。為研究這一特性,搭建了一套儲(chǔ)熱水箱分層特性測(cè)試實(shí)驗(yàn)臺(tái),對(duì)直接進(jìn)口式、三層孔板式和盒狀結(jié)構(gòu)水箱進(jìn)行了測(cè)試實(shí)驗(yàn)。水箱內(nèi)初始水溫為70℃,在相同的進(jìn)水溫度和不同的流量條件下,根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪制了不同結(jié)構(gòu)水箱內(nèi)的各層溫度變化曲線。結(jié)果顯示,進(jìn)水流量越大,水箱內(nèi)混合效應(yīng)越大,各層溫度趨于一致的時(shí)間越短。在熱力學(xué)定律的基礎(chǔ)上,計(jì)算并分析了3種結(jié)構(gòu)水箱的取出效率、?和Str數(shù)等分層特性指標(biāo)。結(jié)果表明,3種結(jié)構(gòu)中,盒狀結(jié)構(gòu)水箱內(nèi)的溫度分層效果最好,對(duì)熱量的利用率最高,盒裝結(jié)構(gòu)有效地抑制了冷熱水混合效應(yīng),其次為三層孔板式水箱,而直接進(jìn)口式水箱的溫度分層效果最差。 

【文章來(lái)源】：化工進(jìn)展. 2018,37(01)北大核心EICSCD

【文章頁(yè)數(shù)】：9 頁(yè)

【部分圖文】：

儲(chǔ)熱水箱分層特性實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)

精度范圍。系統(tǒng)中流量測(cè)量采用Krohneoptiflux5300，測(cè)量精度為±0.15%。水箱四周及循環(huán)管段用保溫材料保溫，近似認(rèn)為與環(huán)境無(wú)換熱。通過(guò)循環(huán)水泵和電加熱器將水箱內(nèi)溫度加熱到70℃，當(dāng)水箱頂部與底部溫差小于0.5℃時(shí)，認(rèn)為水箱內(nèi)溫度一致。從開(kāi)始進(jìn)水的瞬間記錄各溫度點(diǎn)溫度，直至水箱出水溫度與進(jìn)水溫度趨于一致時(shí)停止采集數(shù)據(jù)，保存數(shù)據(jù)并進(jìn)行分析。儲(chǔ)熱水箱內(nèi)部容積為60L，設(shè)計(jì)高度為60cm，直徑35.7cm，實(shí)測(cè)內(nèi)部?jī)?chǔ)水質(zhì)量為62.34kg（測(cè)試溫度為8.6℃），水箱內(nèi)部插有1.5kW電加熱。圖2為3種儲(chǔ)熱水箱結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為盒裝結(jié)構(gòu)水箱結(jié)構(gòu)圖，1處為進(jìn)水口，2處管壁開(kāi)有24個(gè)φ3的孔，水從孔中流出進(jìn)入均流器內(nèi)腔，經(jīng)3處孔板流出進(jìn)入均流器外腔，3處孔板開(kāi)有55個(gè)φ3的孔，水在4處改變流向，經(jīng)5處的孔板流出，進(jìn)入水箱底部6，然后改變流向從7處水箱出口流出。圖4為均流器的結(jié)構(gòu)示意圖。2儲(chǔ)熱水箱分層特性的指標(biāo)2.1溫度-時(shí)間曲線溫度-時(shí)間曲線是判斷水箱分層特性最直觀的量度，可以準(zhǔn)確地反映出水箱內(nèi)溫度層隨進(jìn)水時(shí)間的變化。2.2取出效率LAVAN和THOMPSON[20]首次提出取出效率的概念，HEGAZY[21]提出，以進(jìn)出水溫差從初始溫圖3盒裝結(jié)構(gòu)水箱結(jié)構(gòu)示意圖圖4均流器結(jié)構(gòu)示意圖差值下降10%時(shí)所經(jīng)歷的時(shí)間與理論上將水箱中的水置換一遍所需時(shí)間之比來(lái)計(jì)算不同流量時(shí)的取出效率。HEGAZY在文章中給出了取出效率的計(jì)算公式，見(jiàn)式(1)。101010extstststtvtVtVVVvη===()%%%(1)圖23種儲(chǔ)熱水箱結(jié)構(gòu)示意圖

涌??進(jìn)水的瞬間記錄各溫度點(diǎn)溫度，直至水箱出水溫度與進(jìn)水溫度趨于一致時(shí)停止采集數(shù)據(jù)，保存數(shù)據(jù)并進(jìn)行分析。儲(chǔ)熱水箱內(nèi)部容積為60L，設(shè)計(jì)高度為60cm，直徑35.7cm，實(shí)測(cè)內(nèi)部?jī)?chǔ)水質(zhì)量為62.34kg（測(cè)試溫度為8.6℃），水箱內(nèi)部插有1.5kW電加熱。圖2為3種儲(chǔ)熱水箱結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為盒裝結(jié)構(gòu)水箱結(jié)構(gòu)圖，1處為進(jìn)水口，2處管壁開(kāi)有24個(gè)φ3的孔，水從孔中流出進(jìn)入均流器內(nèi)腔，經(jīng)3處孔板流出進(jìn)入均流器外腔，3處孔板開(kāi)有55個(gè)φ3的孔，水在4處改變流向，經(jīng)5處的孔板流出，進(jìn)入水箱底部6，然后改變流向從7處水箱出口流出。圖4為均流器的結(jié)構(gòu)示意圖。2儲(chǔ)熱水箱分層特性的指標(biāo)2.1溫度-時(shí)間曲線溫度-時(shí)間曲線是判斷水箱分層特性最直觀的量度，可以準(zhǔn)確地反映出水箱內(nèi)溫度層隨進(jìn)水時(shí)間的變化。2.2取出效率LAVAN和THOMPSON[20]首次提出取出效率的概念，HEGAZY[21]提出，以進(jìn)出水溫差從初始溫圖3盒裝結(jié)構(gòu)水箱結(jié)構(gòu)示意圖圖4均流器結(jié)構(gòu)示意圖差值下降10%時(shí)所經(jīng)歷的時(shí)間與理論上將水箱中的水置換一遍所需時(shí)間之比來(lái)計(jì)算不同流量時(shí)的取出效率。HEGAZY在文章中給出了取出效率的計(jì)算公式，見(jiàn)式(1)。101010extstststtvtVtVVVvη===()%%%(1)圖23種儲(chǔ)熱水箱結(jié)構(gòu)示意圖

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)承壓儲(chǔ)熱水箱溫度分層研究[J]. 王帥,劉雪平,李郁武.  能源與節(jié)能. 2016(10)
[2]進(jìn)水流量對(duì)新型儲(chǔ)熱水箱分層特性影響的實(shí)驗(yàn)研究[J]. 王崇愿,王子龍,張華,車敏.  化工進(jìn)展. 2016(02)
[3]太陽(yáng)能熱化學(xué)儲(chǔ)能研究進(jìn)展[J]. 吳娟,龍新峰.  化工進(jìn)展. 2014(12)
[4]基于太陽(yáng)能空調(diào)系統(tǒng)的分區(qū)蓄熱水箱的研究[J]. 王愛(ài)輝,金蘇敏.  太陽(yáng)能學(xué)報(bào). 2013(08)
[5]新型進(jìn)水口結(jié)構(gòu)對(duì)儲(chǔ)能水箱釋能性能的影響[J]. 李舒宏,李陽(yáng),張小松,聞才.  中南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2012(10)
[6]太陽(yáng)能光伏光熱利用的研究進(jìn)展[J]. 張凇源,關(guān)欣,王殿華,郭志波.  化工進(jìn)展. 2012(S1)
[7]臥式熱分區(qū)太陽(yáng)能水箱內(nèi)的貯熱性能分析及試驗(yàn)研究[J]. 韓延民,王如竹,代彥軍,姚春妮,熊安華.  太陽(yáng)能學(xué)報(bào). 2008(03)
[8]CFD-PIV流場(chǎng)分析技術(shù)應(yīng)用于太陽(yáng)熱水系統(tǒng)的研究進(jìn)展[J]. 艾寧,樊建華,計(jì)建炳.  化工進(jìn)展. 2007(04)
[9]太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)蓄熱水箱溫度分層作用研究[J]. 于國(guó)清,湯金華,鄒志軍.  建筑科學(xué). 2007(04)



本文編號(hào)：3106947