太陽能空氣集熱器在應用上受城市電網(wǎng)的限制,為克服這一弊端,本文提出了一種新型自驅(qū)動機械通風型太陽能空氣集熱器,并進行相應的結構及電氣設計。該系統(tǒng)在提供了可用于空間加熱、農(nóng)作物及木材干燥等領域的熱空氣的同時,又能解決本身的電能供應問題,從而實現(xiàn)了節(jié)能減排的目標。所提出的集熱器系統(tǒng)結構上混合使用光伏板和吸熱板,在最大程度上保持系統(tǒng)熱性能的同時,實現(xiàn)系統(tǒng)的自驅(qū)動運行。實驗中建立一組結構參數(shù)相同的自然通風型集熱器作為目標系統(tǒng)的對比系統(tǒng),基于所建試驗臺,在夏季光照充分的條件下進行了系統(tǒng)的測試研究,實驗過程中采集相關數(shù)據(jù),并通過熱力學第一定律對系統(tǒng)進行了能量指標分析。結果表明:實驗中實現(xiàn)了自驅(qū)動型集熱器的自驅(qū)動運行,其具體工作過程可分為五個階段,其中特別存在集熱器出口溫度、流量和熱效率在兩小時左右?guī)缀醣３植蛔兊臏屎銣仉A段。而自然通風型集熱器的工作不穩(wěn)定,效率較低,在工作過程中經(jīng)常出現(xiàn)回流現(xiàn)象。自驅(qū)動型集熱器的光熱效率最高可達74.2%,平均熱效率為49.2%,遠遠優(yōu)于自然通風型集熱器的11.5%。本文繼續(xù)討論了不同實驗條件對集熱器性能的影響,其中包括相同氣象條件下集熱器性能的穩(wěn)定性,以及集熱器傾角... 

【文章來源】：燕山大學河北省

【文章頁數(shù)】：71 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

沖擊射流型集熱器原理圖

燕山大學工學碩士學位論文-6-明真空玻璃管太陽能集熱器，如圖1-6所示。集熱器由微型熱管陣列（MHPA），選擇性吸收膜和透明真空玻璃管組成。通過使用導熱膠將吸收膜直接粘貼在MHPA上，然后將其放入透明真空玻璃管中。MHPA的有效導熱和透明真空玻璃管的良好絕熱有助于集熱器的高效率和低壓損失。集熱器的平均效率可達到82.7％，壓力損失小于20Pa。Zhu[55]等進一步對真空管型集熱器進行了實驗分析，特別是集熱器不同位置的溫度分布。結果表明，由于減少了對環(huán)境的熱損失，集熱器的效率有所提高。每日熱效率在50％至70％之間變化�；贛HPA的真空管太陽能集熱器在大規(guī)模應用中顯示出良好的潛力，例如在農(nóng)舍，工業(yè)建筑，偏遠哨所的房間供熱以及農(nóng)業(yè)領域。(a)(b)圖1-6真空管型太陽能空氣集熱器1.2.3增加空氣駐留時間另外一類有效的優(yōu)化方法是增加空氣在集熱器腔內(nèi)的駐留時間，其實質(zhì)上是延長吸熱板對空氣的加熱時間，提高集熱器出口空氣溫度，進而提高集熱器的熱效率。其中將單通道集熱器優(yōu)化為雙通道或多通道是一種常見的延長空氣駐留時間的方法[56-59]，如圖1-7所示。Alam和Kim[60]對不同形式的雙通道型集熱器進行了對比研究。結果表示，在相同流量條件下，雙通道型集熱器的效率比單通道型高約10-15％。此外，發(fā)現(xiàn)采用逆向循環(huán)操作配置的性能最好。Hassan和Saleh[61]針對不同集熱器循環(huán)通道的空氣流量（0％，33.3％，66.7％，100％）進行對比試驗，如圖(a）。結果表示，吸熱板溫度隨循環(huán)空氣流量百分比的增加而降低，并且由于減少了熱損失，集熱器的最大效率可達70％。Fudholi等[62]建立了肋片型雙通道集熱器的能量平衡方程和實驗。理論和實驗分析顯示出類似的趨勢，即增加通過集熱器的質(zhì)量流率，會導致更高的效率。實驗數(shù)據(jù)表明在4

第1章緒論-7-下，帶有肋片的雙通道型集熱器的熱效率最高約為71-83％。JainandJain[63]介紹了一種基于雙通道型集熱器的多通道型集熱器，如圖(b）所示，即增加空氣的循環(huán)通道來進一步延長空氣的駐留時間。發(fā)現(xiàn)被干燥農(nóng)作物的溫度隨著集熱器長度以及傾斜角的增加而增加，直至達到最優(yōu)值。(a)雙通道型集熱器(b)多通道型集熱器圖1-7雙通道/多通道型太陽能空氣集熱器在集熱器內(nèi)設置折流板，強化氣流的摻混，形成折流板型集熱器不僅可以加強氣流的摻混，同樣提高了空氣在集熱器內(nèi)部的駐留時間[64-66]，如圖1-8所示。胡等[67]對折流板型太陽能空氣集熱器進行了數(shù)值優(yōu)化，如圖(a）所示。模擬結果表明：折流板的引入可有效提高集熱效率，同時對于特定尺度的折流板集熱器，存在最優(yōu)分割腔數(shù)。Alam等[68]研究了V形開孔折流板型集熱器，如圖(b）所示，其相對擋板高度變化范圍為0.4-1.0，相對板距變化范圍為4-12，開孔率變化范圍是5％-25％，固定折流板角度60°。實驗結果表示，與普通單通道集熱器相比較，V形開孔折流板型集熱器的Nusselt數(shù)提高了6.76倍，而摩擦系數(shù)則高達28.84倍；與實心折流板型集熱器相比較，V形開孔折流板型集熱器的Nusselt數(shù)平均提高了33％，而摩擦系數(shù)降低了32％，熱工性能則提高了大約50％。(a)非開孔折流板型集熱器(b)V型開孔折流板型集熱器圖1-8折流板型太陽能空氣集熱器

【參考文獻】：
期刊論文
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