針對以水為傳熱介質(zhì)真空管太陽能集熱器存在的低溫凍裂、過高溫炸裂和使用間斷性等問題,將太陽能集熱器的真空管進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計,并在其中設(shè)置相變蓄能棒,采用空氣為傳熱介質(zhì),研制了一種新型空氣式太陽能集熱器。實驗測試表明:在平均輻照強度為727 W/m²條件下,可延長供熱3 h,并隨著輻照強度增加供熱時間延長;無相變材料的真空管太陽能集熱器平均集熱效率為36%,相變蓄能棒平均等效集熱效率為60%,新型蓄能型空氣式太陽能集熱器綜合集熱效率為96%;與傳統(tǒng)以水為介質(zhì)的內(nèi)插式真空管太陽能集熱器平均集熱效率為58%相比,該新型集熱器集熱效率有顯著提高。 

【文章來源】：熱能動力工程. 2019,34(12)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：6 頁

【部分圖文】：

相變蓄能棒結(jié)構(gòu)

蓄能型空氣式太陽能集熱器由雙通螺旋真空管、相變蓄能棒和集熱器進(jìn)出風(fēng)聯(lián)箱組成，如圖3所示。集熱器以空氣為傳熱介質(zhì)，在真空管一端設(shè)計成具有熱脹冷縮的螺旋結(jié)構(gòu)，將相變蓄能棒設(shè)置在真空管內(nèi);集熱器進(jìn)風(fēng)聯(lián)箱與出風(fēng)聯(lián)箱通過密封圈與雙通螺旋真空管兩側(cè)相連;通過風(fēng)機將空氣由進(jìn)風(fēng)聯(lián)箱分配到各真空管中吸收太陽能熱量后，匯集至出風(fēng)聯(lián)箱送出。采用空氣為傳熱介質(zhì)，可避免以水為傳熱介質(zhì)的太陽能集熱器的真空管在低溫環(huán)境下的凍裂現(xiàn)象，延長壽命;在雙通真空管內(nèi)設(shè)置蓄熱棒，儲存太陽能輻射熱量，可避免因溫度過高造成真空管爆裂，同時在日照不足時，蓄熱棒放熱，能緩解太陽能利用間斷性問題;蓄能型空氣式太陽能集熱器參數(shù)如表3所示。

相變蓄能[13]是利用儲熱材料發(fā)生相變而產(chǎn)生熱量儲存的過程。所設(shè)計的相變蓄能棒，采用自主研發(fā)的復(fù)合相變蓄能材料，熔點為373 K，凝固點為327.5 K，相變潛熱147.7 kJ/kg。相變材料的DSC測試曲線如圖1所示，較高的熔點有利于儲存高溫?zé)崮�，低凝固點則有利于在低溫環(huán)境下持續(xù)供熱能力。蓄能棒由外封鋁管、相變蓄能材料等構(gòu)成，鋁管減輕了蓄能棒的重量，并有較好的導(dǎo)熱性能;相變蓄能材料既吸收太陽能熱量，還減小集熱器內(nèi)部溫度波動。蓄能棒結(jié)構(gòu)如圖2所示。蓄能棒參數(shù)如表2所示。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號：3616736