設(shè)計(jì)了一種內(nèi)插式真空管熱水集熱器,通過(guò)對(duì)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(duì)不同設(shè)計(jì)參數(shù)和氣候條件對(duì)內(nèi)插式真空管熱特性的影響進(jìn)行了分析。結(jié)果表明,設(shè)計(jì)的集熱器理論熱效率最大可達(dá)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(jì)了由14只內(nèi)插式真空管組成的太陽(yáng)能熱水器,采用遲滯算法將熱水溫度控制在50～55℃,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,樣機(jī)系統(tǒng)的日熱效率可達(dá)55.0%,樣機(jī)輸出熱水近120 kg,具有較好的實(shí)用價(jià)值。 

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

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【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(guò)輻射和對(duì)流向環(huán)境散熱、真空管端口(保溫冒及銅管)的散熱等。考慮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(jì)由14只內(nèi)插式真空管串聯(lián)組成的真空管集熱器樣機(jī),樣機(jī)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(chǔ)控制器、電磁閥等組成。樣機(jī)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(yáng)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(jìn)入,由左到右通過(guò)內(nèi)插管銅管加熱后,熱水由右側(cè)熱水出口端流出存儲(chǔ)在保溫水箱中;水加熱存儲(chǔ)控制器控制熱水的加熱和存儲(chǔ)過(guò)程,控制器設(shè)計(jì)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(jī)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(yùn)算后輸出控制信號(hào)控制電磁閥開(kāi)關(guān),實(shí)現(xiàn)對(duì)集熱器輸出熱水溫度范圍的控制。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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