設(shè)計了一種內(nèi)插式真空管熱水集熱器,通過對其能量轉(zhuǎn)換、傳輸特性研究,建立了內(nèi)插式真空管集熱器的熱特性分析模型,并對不同設(shè)計參數(shù)和氣候條件對內(nèi)插式真空管熱特性的影響進行了分析。結(jié)果表明,設(shè)計的集熱器理論熱效率最大可達79.5%,但其受環(huán)境溫度、集熱器工作溫度等影響較大。此外,設(shè)計了由14只內(nèi)插式真空管組成的太陽能熱水器,采用遲滯算法將熱水溫度控制在50～55℃,實驗結(jié)果表明,樣機系統(tǒng)的日熱效率可達55.0%,樣機輸出熱水近120 kg,具有較好的實用價值。 

【文章來源】：熱科學與技術(shù). 2020,19(02)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

內(nèi)插式真空管集熱器結(jié)構(gòu)

其次,真空管產(chǎn)生的損失熱量主要包括真空管內(nèi)壁面與外壁面之間的真空夾層輻射散熱、外壁面通過輻射和對流向環(huán)境散熱、真空管端口(保溫冒及銅管)的散熱等�？紤]到真空管端口保溫冒和保溫層熱導(dǎo)率低、面積較小等因素,忽略保溫冒的熱損失。由此,內(nèi)插式真空管的熱網(wǎng)絡(luò)圖如圖2所示。其中,真空管內(nèi)管外表面向外管內(nèi)表面的輻射傳熱量,可表示為[14]

設(shè)計由14只內(nèi)插式真空管串聯(lián)組成的真空管集熱器樣機,樣機結(jié)構(gòu)示意圖如圖4所示。主要由集熱器陣列、保溫腔、支架、保溫水箱、水加熱存儲控制器、電磁閥等組成。樣機中,14只插入式真空管集熱器串聯(lián)構(gòu)成集熱器陣列,并轉(zhuǎn)換太陽能為熱能為內(nèi)插銅管加熱,冷水由真空管集熱器陣列左側(cè)入水口進入,由左到右通過內(nèi)插管銅管加熱后,熱水由右側(cè)熱水出口端流出存儲在保溫水箱中;水加熱存儲控制器控制熱水的加熱和存儲過程,控制器設(shè)計包括硬件電路和軟件程序兩部分。硬件電路由溫度傳感器、溫度-電壓變送器(T-V)、A/D轉(zhuǎn)換器、控制器和電磁閥等組成。其中,控制器以單片機AT89C2051為核心,溫度傳感器PT100放置在內(nèi)插銅管內(nèi),采集銅管內(nèi)熱水溫度經(jīng)溫度-電壓(T-V)和模-數(shù)(AD)轉(zhuǎn)換后送入控制器,經(jīng)控制器運算后輸出控制信號控制電磁閥開關(guān),實現(xiàn)對集熱器輸出熱水溫度范圍的控制。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]太陽能-土壤源熱泵聯(lián)合供暖系統(tǒng)優(yōu)化研究[J]. 劉杰,萬鵬,郭健翔,周恩澤,郭煒.  熱科學與技術(shù). 2019(02)
[2]太陽能地板輻射系統(tǒng)用于夜間采暖時系統(tǒng)性能的實驗研究[J]. 孟二林,孫志高,劉成剛,周波.  熱科學與技術(shù). 2016(02)
[3]帶遮熱板的熱管式真空管集熱器中溫性能的理論與實驗研究[J]. 張昕宇,由世俊,葛洪川,高巖,徐偉,何濤,鄭雪晶,鄧昱.  太陽能學報. 2016(01)
[4]帶內(nèi)插管的太陽能真空管空氣集熱器熱工性能研究[J]. 戚貝貝,江清陽.  科技創(chuàng)新導(dǎo)報. 2015(28)
[5]內(nèi)插式真空管空氣集熱器的熱性能研究[J]. 常偉,李明,王云峰,羅熙,洪永瑞.  安徽農(nóng)業(yè)科學. 2015(12)
[6]高溫真空太陽集熱管玻璃-金屬熔封結(jié)構(gòu)應(yīng)力分析[J]. 魏寶成,殷志強,王健,黃克智.  太陽能學報. 2014(05)
[7]內(nèi)插管式太陽空氣集熱器陣列集熱性能與流動阻力研究[J]. 曾冬琪,李慧,代彥軍.  太陽能學報. 2014(03)
[8]內(nèi)插式太陽能真空管空氣集熱器實驗研究[J]. 袁穎利,李勇,代彥軍,王如竹.  太陽能學報. 2010(11)



本文編號：3119242