遮阳板式太阳能相变集热器的研制与性能研究

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1、广东工业大学硕士学位论文（工学硕士）遮阳板式太阳能相变集热器的研制与性能研究‘”．“ｉ‘李丽荣．，．‘－．：．？‘‘，．＿＿．…．５．．“．．：：？．■？？．？“．．？．．．二〇一五年六月１１８４５：分类号：学校代号：２１１２０９０３８ＵＤＣ：１：密级学号广东工业大学硕士学位论文（工学硕士）遮阳板式太阳能相变集热器的研制与性能研究李丽荣指导教师姓名、职称：杨晚

2、生副教授学科（专业）或领域名称：土木工程学生所属学院：土木与交通工程学院５论文答辩日期：２０１年６月５日ＤｉｓｓｅｒｔａｔｉｏｎＳｕｂｍｉｔｔｅｄｔｏＧｕａｎｇｄｏｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｏｆｇｙＴｅｃｈｎｏｌｏｆｏｒｔｈｅＤｅｒｅｅｏｆＭａｓｔｅｒｏｆＥｎｉｎｅｅｒｉｎＳｃｉｅｎｃｅｇｙｇｇｇ（ＭａｓｔｅｒｏｆＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＳｃｉｅｎｃｅ）Ｅｘｅｒ－ｐｉｍｅｎｔａｌｓｔｕｄｙｏｎｓｕｎｓｈａｄｉｎｌａｔｅｓｏｌａｒｈａ

3、ｓｅｇｐｐｃｈａｎｇｅｈｅａｔｃｏｌｌｅｃｔｏｒＭａｓｔｅｒ．ａｎｄｉｄａｅ：ＬｉＬｉｒｏｎＣｔｇＳｕｅｒｖｉｓｏｒ：ＡｓｓｏｃｉａｔｅＰｒｏｆＹａｎＷａｎｓｈｅｎｐｇｇＪｕｎｅ２０１５ＳｃｈｏｏｌｏｆＣｉｖｉｌａｎｄＴｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＧｕａｎｄｏｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｇｙｇｙＧｕａｎｇｚｈｏｕ，Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ，ＲＲ．Ｃｈｉｎａ，５１０００６摘要摘要一一遮阳是建

4、筑被动式隔热的主要方式之，同时太阳能与建筑体化技术是实现建一筑中太阳能利用的主要发展方向。本文将建筑遮阳构件与太阳能集热元件体化，形一、成了种新型的太阳能相变集热装置，并通过所搭建的实验测试平台对其集热量集热效率及其隔热性能进行了实验测试，对集热器在不同工况下的集热和隔热性能的影响因素进行了分析，找到了集热器的累积集热量、集热效率和隔热特性的变化规律，。并提出了装置结构优化的建议该装置具有遮阳隔热和太阳能集热双重功能，为在建一一。筑中太阳能的高效利用，实现太阳能与建筑体

5、化提供种新的工程应用模式。＋根据遮阳板表面颜色和内部填充物质分为三组构造模式构造模式１：未涂黑填充ＭＧ５８相变材料；构造模式２：涂黒＋填充ＭＧ５８相变材料；构造模式３：涂黑＋填充钢丝屑。通过调节模拟辐射强度和水流量来实现不同工况下。实验测得集热器在不同工况下的性能如下：集热性能：遮阳板式太阳能相变集热器能够有效实现太阳能集热。三种构造模式２２２２？０ｋ？下集热器的累积集热量分别为７２０．０ｋＪ／ｍ１７４０．Ｊ／ｍ，７８０．０ｋＪ／ｍ２０２０．０ｋＪ／ｍ，２２？￣？７？８０．

6、０ｋＪ／ｍ１９４０．０ｋＪ／ｍ４．０％１１．８％４．６％１２．３％４．２％１３．２％。；集热效率分别为，，（集热性能影响因素及其变化规律：１）集热器的累积集热量随着福射强度增大呈线性增长；集热效率随着辐射强度的增大呈对数减小。集热器的累积集热量及集热效率均随流量的增大呈线性增长。（２）遮阳板表面颜色涂黑后，集热器的累积集热．１％０．８％。（３）将遮阳板内部蓄热材料由ＭＧ５８量平均提高１３，集热效率平均提高相变材料换成钢丝屑后，累积集热量随着福射强度增大而增大的速度降低，随着水

7、流量增大而增大的速度有所提高；集热效率随着辐射强度增大而降低的速度提高，集热效率随着水流量增大而增大的速度提高。（４）累积集热量随集热时间的延长不断增大，但增速逐渐减小；集热效率随集热时间的延长呈指数减小。一隔热性能：的遮阳板改装成遮阳板式太阳能相变集热器后将功能单，其隔热性能更好。三种构造模式下，集热器通水后小室内部空气的８ｈ温升比未通水时低°。。°Ｃ￣￣ｍｌ０．５ＴＭ）．８、０．５Ｃ１．０Ｃ、１．０Ｃ１．５Ｖ；内能增量比未通水时低０．６４ｋＪ／ｌ．０４３＾＾ｋ￣

8、￣Ｊ／ｍ、０．６５ｋＪ／ｍ１．３０ｋＪ／ｍ＾０．８１ｋＪ／ｍ２．０７ｋＪ／ｍ＼Ｉ广东工业大学项士学位论文隔热性能影响因素及其变化规律：（１）小室内部空气内能增量随辐射强度增大呈线性增长，随流量的增大呈线性减小，反映出集热器内水流量的增大有利于降低传入室内的热量。（２）遮阳板表面涂黑后，集热器的集热量增大，但隔热性能也降低°Ｃ，模拟小室内部空气温升幅度比未涂黑时平均高０．５，内能增量平均提高２６．７％。（３）将遮阳板内部填充物由ＭＧ５８相变材料换