蜂窝热管平板式太阳能热水器的实验研究

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1、蜂窝热管平板式太阳能热水器的实验研究晨怡热管http://nx8.net/news/8/2006-10-123:46:04日期:2005-12-309:08:57来源:来自网络查看:[大中小]作者：不详热度：王世锋，胡亚才，俞自涛（浙江大学机械与能源工程学院热工教研室，浙江杭州310027）摘要：把蜂窝技术和热管技术结合起来应用于平板式太阳能热水器，可以大大减少热损失，提高日平均效率。经多次实验证明，蜂窝热管平板式太阳能热水器的日平均效率可以比真空管式热水器的高，热损系数则要小很多，具有推广应用价值。关键

2、词：太阳能热水器；平板式；蜂窝；热管ExperimentalstudyonnewflatplatesolarwaterheaterWANGShi－feng，HUYa－cai，YUZi－tao（CollegeofMechanicandEnergyEngineering，ZhejiangUniversity，Hangzhou310027，China）Abstract：Applyingcellulartechnologyandheatpipetechnologyinflatplatsolarwaterheate

3、rcangreatlyreduceheatlosingandenhanceaveragedailycoefficient．Manytimesexperimentsprovethattheaveragedailyefficiencyofflatplatsolarwaterheaterusingcellulartechnologyandheatpipetechnologyishigherthanthatofevacuatedtubularsolarwaterheater，ontheoppositionthea

4、verageheatlossefficiencyismuchless．Sothenewflatplatesolarwaterheaterhavepopularizingandapplyingvalue．Keywords：solarwaterheater；flatplate；cellular；heatpipe0引言太阳能热水器的类型很多，目前日常生活中广泛应用的太阳能热水器，根据集热器的不同主要可分为平板式和真空管式两大类［1］。其中全玻璃真空管式太阳能热水器占领着国内市场的大部分。但从太阳能热水器的发展趋

5、势来看，平板式太阳能热水器具有发展潜力，宋爱国［2，3］等认为理论上平板式太阳能集热器的日平均效率比真空管式太阳能集热器要高。尽管目前平板式太阳能热水器与真空管式太阳能热水器相比平均热损系数较高，高温段的效率偏低，但把蜂窝技术和热管技术结合起来应用于平板式太阳能集热器制成的蜂窝热管平板式太阳能热水器，可以降低平均热损系数和增加高温段的日平均效率。蜂窝热管平板式太阳能热水器通过在透明盖板下加蜂窝夹层的方法来减少表面热损失；利用热管热二极管的特性使晚上的热损失大大减少。我们自行研制了蜂窝热管平板式太阳能热水器

6、，并将其与购买的全玻璃真空管式太阳能热水器在同等条件下进行了对比实验研究。本文将介绍对比实验研究的结果。1实验装置与实验方法本实验研制的蜂窝热管式平板集热器的横剖面示意图如图1所示。蜂窝热管平板式太阳能集热器由保温材料和金属框组成外箱体、透明玻璃盖板、蜂窝夹层、带翅片的热管组成。其特征是在透明盖板下面设有蜂窝，热管和翅片组成吸热板置于蜂窝下面，有效采光面积为1．4m2。其工作原理：当太阳辐射能透过带蜂窝结构的透明盖板后，其热量被涂有表面吸收涂层的带翅片的热管吸收，热管达到工作温度，通过内部工质（水）的相变

7、过程将热量输送给蓄热器。全玻璃真空管式太阳能热水器有效采光面积为1．7m2。两台集热器相邻放置，安装倾角同为45°。为了便于比较蜂窝热管式太阳能热水器和全玻璃真空管式太阳能热水器的热性能，实验主要对两者的日平均效率和热损系数进行测试。测试所用仪器、仪表的精度符合国标要求。全部测试数据由惠普3497A数据采集系统采集并连接到计算机，计算机每隔3min自动采集一次数据。2实验数据及结果分析实验中，太阳能热水器热性能的测试主要参考国家标准GB／T12915－91［4］（家用太阳能热水器热性能试验方法）和GB42

8、71－84［5］（平板型太阳集热器热性能试验方法），其中热性能指标主要包括瞬时效率、日平均效率、热损系数等。  实验中我们采用下面的公式来计算日平均效率：上式表示把一天内所吸收的有用能总和除以一天内的累积太阳辐照量即是日平均效率。两台热水器的日平均效率如表1所示。从表1可以看出：蜂窝热管平板式太阳能热水器低温段（蓄热器中水的温度小于65℃）的日平均效率比全玻璃真空管式太阳能热水器的日平均效率要高；在高温段（蓄热器中水的温度大于