太阳能热泵集热器的优化分析-论文.pdf

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1、EnergySavinginBuilding@筑节能太阳能热泵集热器的优化分析OptimizationofCollectorsDrivenbySolarHeatingPump佟菲(天津广正汇通新能源科技有限公司，天津300040)摘要：对太阳能热泵集热器的优化分析进行了研究。通过试验的方法得出，太阳能空气集热器的吸热体具有与工质流动方向垂直的横向波纹具有更高的效率。进出口接口为3组时，更有利于发挥集热器的效率。关键词：太阳能热泵集热器；实验中圈分类号：TU50文献标识码：B文章编号：1674—814X(2014)05—0043—02严

2、重的能源短缺问题使得地球上有限的石化资源已成为器、U型管式真空管集热器、热管式真空管集热器和直流式世界各国争夺的焦点。科学技术发达的今天，开发利用新能真空管集热器5种。源成为科技发展的新趋势。太阳能能量巨大，每年照射到地球上的太阳能为5．57X1018MJ，相当于标准煤1．90X1O。2太阳能集热器的结构优化t。中国2／3土地上，年日照时数在2200h以上，具有得天作为常见的可再生能源利用方式，太阳能热利用是实现独厚的太阳能资源优势。因此使用太阳能为新能源是目前的节能降耗和能源可持续发展的重要途径之一。其中，集热器方法之一。在太阳能的

3、利用中，集热器是太阳能供热、供冷是太阳能热利用系统中应用最广的核心部件之一，其传热性中最重要的组成部分，其性能与成本对整个系统的成败起着能的分析和优化一直是广大学者的研究热点。然而，集热器决定性作用。各个部件的不同结构形式，对其集热效果有不同的影响。现以试验的方法得出集热器的结构优化方案。1太阳能集热器的种类2．1试验设备与仪器太阳能集热器是用来吸收太阳辐射使之转换为热能并传试验系统组成：无纸记录仪(北京中旺新业生产的递给热介质的装置。太阳能集热器的分类：XSR70-12T0USBV0型12通道彩屏记录仪1；Ptl00温(1)按集热器

4、的传热工质类型分：液体集热器、空气集度传感器；风速计(美国E+E公司生产的EF65型微风传感热器。器)；总辐射表(北京天裕德生产~@TRT一2型总辐射表，测量f2)按进入采光口的太阳辐射是否改变方向分：聚光型范围：0～2000W／m，测量光谱范围：280～3000nm集热器、非聚光型集热器。稳定性：±2％)；日晷，风机，平板式太阳能空气集热器。(3)按集热器是否跟踪太阳分为：跟踪集热器、非跟踪2．2试验方法集热器。集热器出口温度由太阳辐照度、传热工质流量、进口温(4)按集热器内是否有真空空间分为：平板型集热器、度、环境温度及集热器结构

5、决定。辐照度、环境温度等大气真空管集热器。环境参数难以人为改变，因此，太阳能空气集热器可在结构(5)按集热器的工作温度范围分为：低温集热器、中温上进行进一步的优化试验，以获得最佳性能的结构参数。以集热器、高温集热器。集热器效率为主要指标来对其几个重要部件结构进行选型试f61按集热板使用材料分别为：纯铜集热板、铜铝复合验。集热板、纯铝集热板。(1)吸热体波纹试验。分别采用3种波纹不同的吸热体的常见的主要有平板型太阳能集热器、全玻璃真空管集热集热器作对比试验，平面无波纹，沿集热器纵向波纹及横向鲤432014年第5期@筑节能EnergySa

6、vinginBuilding波纹，其他结构一致。研究环境温度、太阳辐照度相近的3接口打破死角局势，加大对气流的疏导，从而使集热器的效d分别测试相同流量下进出口温度，比较效率转化。率有所提高。(2)进出口数量选定。为了便于安装，本集热器采用直径为70mm的耐热抗老化且具有保温效果的管道将集热器3太阳能热泵系统中集热器的分析进出口与外部连接，分别测量进出口数量为3组和1组时集(1)可以采用结构简单的低温平板集热器。常用敞开式热器的集热效果差异，根据对比结果，选择集热效率较高的集热器，并常与建筑做成一体。进出口结构。(2)作为热泵热源的低温

7、平板集热器效率较高。因为是2．3效率计算从低温的给水温度开始加热，所以虽是简易的集热器，甚至太阳能空气集热器的效率是衡量其工作性能的重要指在日照较短的时候，也能高效的集热。因此，即使是单层玻标，效率越高，说明集热器对太阳能的转化越充分，则集璃，涂黑漆的普通集热器热效率也平均高达50％～70％。热器集热性能越好。集热器效率的计算，本文中效率以集吸热面的温度越低，集热效率也越高，若借助于热泵降低吸热器采光面积为参考。采光面积为：收面的温度，则可将集热效率提高到80％左右。1960X880mm=1724800mm，即1．7248m。f3)热

8、泵用的集热器成本低是它的最大优点。可是，在瞬时效率计算公式：升温时需用动力(热泵的驱动)，所以当太阳能热泵制热性能系数不太大时，就不能与太阳能直接供暖和利用空气热源等mcsAT"”=：—=：———㈩(1】其他热源热泵形式