资源描述：
《自然循环式太阳能热水系统的设计研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、第卷第期太阳能学报年月自然循环式太阳能热水系统的设计研究陆维德过慧芬孙孝兰北京市太阳能研究所中国科学技术大学摘要,探讨,本文在自然循环太阳能热水系统实验研究的基础上与选择了它的数学分析模型并对。这类热水系统设计中的某些主要因素进行了分析分析结果表明采用性能良好的集热器是改善,,。系统热力性能的关键在一般情况下系统的几何配置对其热力性能影响不甚显著一、引言,,,目前太阳能热水系统正在我国逐步推广使用最普遍的是管板槽结合式平板型集热器。,,。热水系统采用自然循环这种太阳能热水系统结构简单工作可靠管理方便仅在北京已、。约有四万平方米的热水器分别用于浴室理发馆及餐厅的热水
2、供应随着太阳能热水系统的,。,不断普及其设计规范化问题必将提到日程上来因此通过对系统运行的实验研究与理论,,,分析在认识它的工作规律的基础上找出系统各参数间的内在联系用来指导系统的合理。设计是有现实意义的,、、。国外澳大利亚美国日本和以色列等已较普遍地使用太阳能热水器为家庭供应热水,山在年、他们对太阳能热水系统的基础研究开始得较早提出了描述自然循环。,无负荷运行的太阳能热水系统非稳态工作过程的数学模型之后与②于,,‘、,。年和〔〕于盯一年相继对〔〕的模型作改进等进一步提,。出了系统中热容及在非稳态下集热器的热损系数的计算方法并分析了中间取水的运行方式,〕在发展数学
3、模型的同时对这类热水系统在一日内的非稳态运行作了详细的实。。验测定这些理论与实验研究为发展和改进系统设计奠定了可靠的基础但是用模型对系统,。的设计参数进行分析探讨这方面的工作尚不多见,,,本文的目的是在实验研究的基础上选用上述作者已提出的数学模型对当前广泛使用,的自然循环太阳能热水系统在无负荷运行条件下的工作过程作较深人的研究并分析各主,。要参数对系统热力性能的影响为合理设计提供参考二、数学模型的选择的两个模型,。〔一〕属。按其对过程的描述而言数学模型实际上可分为两类一类〔以后简称〕,它们都是在同一类基本假设下建立的模型即集热器及水箱内温度分布为线性。,集热器的平
4、均温度二水箱的平均温度二系统的平均温度〔〕属另一类它对模型作了,、,改进〔以后简称〕采取对系统分段水箱分层建立平衡方程的方法分别求各段或©1994-2010ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http://www.cnki.net太阳能学报卷。各层中之平均温度,,的两个模型的共同点是它们都用差分方法求解非稳态能量平衡方程数学分析简、,。单明了计算精度可满足工程分析的要求,,为了探讨模型的实用性我们设置了一套自然循环热水系统的实验装置以实测的结果,。与两个模型的计算结果进行比
5、较在这基础上选用合适的数学模型以进行设计分析实验装置与测试方法。,图是实验装置的示意图系统中扁盒式平板集热器采光面积为平方米其吸热板热电偶的了万尸十,图自然循环热水系统的实验装置图吸热板。。结构见图所用涂层为加形碳黑的黑板漆二二盖板为毫米厚的普通玻璃,,。二背部及边缘的保温材料为厘米厚的聚苯乙烯饱沫塑料热水箱容积立,。、方米外表面有厘米厚的聚苯保温上下循,环管为英寸胶制软管外面有厘米厚泡。必沫塑料保温江一,、系统温度的侧量用铜康铜热电偶在集热器,。进出口处各置一对水箱中沿高度装对二次,。仪表是数字电压表其精度为微伏沃澎哭︵系统中循环质量流率的测定在集热器出口的上方
6、、上循环管路中安装一段厘米长的玻,。璃管用注色法测定热虹吸流速计时工具为秒。表·令宫么兴汀只︵气象数据的测定用型天空辐射表置于集热器同一倾斜度的表面上测定日射强度。用一置于百页箱内的铜康铜热电偶装在注轻油的试。。管内测定环境温度用三杯风速仪测定风速。测定日期年月日至一图气象参数变化曲线年月日©1994-2010ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http://www.cnki.net期陆维德等自然循环式太阳能热水系统的设计研究。系统作无负荷运行、、。每分钟测量一次日射强度环
7、境温度风速及系统各点温度每半小时测定一次系统。热虹吸流速模型计算结果与实验结果的比较,一用语言将和的数学模型编写计算机程序在机上。、、、。运算输入的气象数据系统的运行起止时间系统各部分的参数运行方式均与实验同。图是月日一的气象参数曲线图分别是用与。,。,爪一水循环的质模型的计算值与对应的实测值的比较一水箱平均温度一系统总效率。。量流率图是在规定时刻水箱中温度分布的计算结果与测定值的比较,、,从图中可以看出对于水箱平均温度系统总效率而言两个模型的计算值与实测值符,。。合得较好最大偏差不超过两模型间的计算结果的偏差不超过形质量流率的最大‘、匀侣蓄勺上八︶于滚苏誉李票咧
8、妞之淤迎余
