新型平板式太阳能集热器的研究

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1、分类号：TU一124UDC：697182,5451单位代码：fo005学号：$200704037密级：公开北京工业大学硕士学位论文题目堑型壬返式态圈篚塞垫墨数盟宜：英文并列题目△盥兰避S至Ig△至IQ盥Q盥丛E迎LL△!￡L△至ESQL△B至H娶BM△L￡QLLE￡至QB垦Y丛I￡BQ量L△!￡L△!EHE△!￡亘￡E专导业：±查工程师：．赵耀堡论文报告提交日期2Q!Q：Q』授予单位名称和地址jt塞王些太堂(jt塞直麴田区垩丕国!QQ呈2独创性声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文

2、中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京工业大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。关于论文使用授权的说明本人完全了解北京工业大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其它复印手段保存论文。(保密的论文在解密后应遵守此规定)签名：幺：噬导师签名：日蝴．伽fp∥厂日期：丝!：：：：摘要太阳能集热器以

3、其节能环保、结构简单、便于维护等优点已在全球得到了广泛应用。目前，按集热器类型分，应用广泛的太阳能热水器产品主要为真空管式和平板式两大类。尽管真空管式具有真空保温的突出优点，技术成熟，但其主要类型全玻璃管太阳能热水器存在炸管、结垢、不承压、不易建筑一体化等缺陷；平板式以其承压、热效率高、免维护、寿命长等优点，并随着对太阳能建筑一体化的要求越来越高而将成为未来太阳能热水器发展趋势。然而，现有普通平板式有诸多问题需要解决：(1)管内结垢问题。(2)管内结冰问题。(3)管内空气腐蚀问题。(4)表面热损大。此外现有热管式太阳能集热器存在成本高

4、、可靠性低等缺陷。总之，目前应用的各种太阳能集热器在抗冻能力、热效率、工作可靠性上存在着这样或那样的缺陷，从而使得应用上受到较大的限制，降低了太阳能利用的推广和发展。因此开发高效、不受地域限制、易于建筑一体化、高技术经济性能的新型平板式太阳能集热器对推动太阳能热水器行业发展，从而促进国家节能减排工作顺利进行、提高人民生活质量、实现可持续发展等方面具有重大意义。本文利用二维微通道阵列平板热管，首次提出了全新平板微热管式太阳能集热技术，测试了平板微热管基本性能，将其应用于平板太阳能热水器，研制成功了新型平板热管式太阳能集热器及其热水系统。

5、本文主要工作如下：1．热管机理与平板集热器性能理论分析；2．平板微热管设计与制作；3．平板微热管进行基本性能测试实验；4．设计新型平板微热管太阳能集热器并加工实现；5．从户外实验入手，测试了应用不同涂层的集热器和热水器性能，并进行性能分析；6．开发其他类型如玻璃平板热管式太阳能集热器等系列样机。实验结果表明平板微热管基本性能优良，等温性能很好，每米长温降小于l℃，热响应时间短，5s以内。新型平板微热管式太阳能集热器瞬态效率高达87．97％，热损系数为4．74W／m2K，相应热水系统日平均效率超过70％，有效得热量高出国家标准70％，且

6、不受时域和地域限制，并具有成本低、抗冻、承压、紧凑、北京工业大学工学硕士学位论文轻巧、不结垢、适合建筑一体化等优点，整体性能优越，应用前景极其广阔。关键词：太阳能，平板太阳能集热器，新型平板热管，微平板热管阵列，太阳能热水器AbstractSolarthermalutilizationsuchasdomesticwaterheatingsystemsisofgreatimportanceforenvironmentalprotectionandconventionalenergysaving．Currently,flvarietyof

7、flatplatesolarcollectorsandevacuatedtubularsolarcollectorshavebeenwidelyproducedandappliedaroundtheworld．AlthoughevacuatedtubecollectorspresentbeRerperformancethanflat-platecollectorsforhJl曲temperatureoperationbecauseofreducedconvectionheatlossduetothevacuumenvelopearou

8、ndtheabsorbersurface，theyhavesuchshortcomingsasglasstubeexplosion,11ighheatcapacity,reversedcycleduringcloudyp