呼和浩特地區(qū)太陽能集熱器光熱性能實驗研究

【摘要】： 本文依據(jù)太陽輻射的相關(guān)理論,針對多種太陽輻射計算模型,運用MATLAB計算平臺分析計算了不同工況下水平面和任意朝向傾斜面上太陽輻射量。通過編程計算比較可知,HOTTEL模型和ASHRAE模型在春季、夏季計算值比較接近,在秋季、冬季計算值相差比較大。通過與呼和浩特地區(qū)的實測值進行比較,HOTTEL模型和ASHRAE模型在春、夏季節(jié)和實測值都能很好的吻合,而在秋、冬季節(jié)HOTTEL模型比ASHRAE模型吻合程度好,誤差不超過5%完全能滿足一般太陽能工程的計算和設(shè)計需要,可預(yù)測計算本地區(qū)太陽輻射量,并為相近地區(qū)太陽輻射量計算提供參考。 本文以處理我國西部地區(qū)苦咸水、制取超純水為應(yīng)用背景,提出利用太陽能作為膜蒸餾的驅(qū)動力。為了在太陽能膜蒸餾裝置熱工質(zhì)加熱系統(tǒng)上利用全玻璃真空管這一高效吸熱元件,同時克服其缺點,本文將介紹一種將玻璃真空管技術(shù)和熱管技術(shù)相結(jié)合形成一種玻璃真空管內(nèi)插熱管式太陽能集熱管,與玻璃真空管的結(jié)構(gòu)特點進行比較,并通過實驗對兩種集熱管的平均熱損失系數(shù),在不同傾角、不同總輻射量和不同天氣條件下日平均效率和瞬時效率等性能進行比較,結(jié)果表明:內(nèi)插熱管式太陽能集熱管日平均效率高于全玻璃真空管,平均熱損失系數(shù)低于全玻璃真空管,內(nèi)插熱管式集熱器的瞬時效率都要高于玻璃真空管集熱器,并且兩組集熱器的瞬時效率具有相同的變化趨勢。在實際運行過程中該集熱管熱容小、啟動快、防凍抗凍能力強,能使太陽能膜蒸餾系統(tǒng)承壓、穩(wěn)定、安全運行,為進一步在膜蒸餾裝置熱工質(zhì)加熱系統(tǒng)上利用太陽能,并為其優(yōu)化設(shè)計及試驗研究奠定了實驗基礎(chǔ)。 【關(guān)鍵詞】：輻射模型 全玻璃真空管 內(nèi)插熱管 熱性能
【學位授予單位】：內(nèi)蒙古工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2007
【分類號】：TK513
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 第一章 緒論7-14
• 1.1 引言7-12
• 1.1.1 太陽能利用研究的意義7
• 1.1.2 太陽能的特點7-9
• 1.1.3 我國太陽能資源9-10
• 1.1.4 我國水資源概況10
• 1.1.5 太陽能膜蒸餾系統(tǒng)10-12
• 1.1.6 我國太陽能熱水器的發(fā)展12
• 1.2 本課題目的和意義12-13
• 1.3 本課題主要研究內(nèi)容13-14
• 第二章 呼和浩特地區(qū)太陽輻射模型分析研究14-28
• 2.1 太陽位置計算14-15
• 2.2 太陽輻射模型的簡介15-19
• 2.2.1 HOTTEL 模型15-17
• 2.2.2 ASHRAE 模型17
• 2.2.3 修改的ASHRAE 模型17-18
• 2.2.4 傾斜面上太陽輻射計算18-19
• 2.3 太陽能輻射標準觀測站介紹19-21
• 2.3.1 TBQ-2 總輻射表20
• 2.3.2 TBS-2-2 自動跟蹤直射輻射20-21
• 2.3.3 PC—2 型太陽輻射記錄儀21
• 2.4 模型計算值和實際測量值比較分析21-26
• 2.4.1 HOTTEL 模型仿真系統(tǒng)22-24
• 2.4.2 計算值與實測值比較分析24-26
• 2.5 結(jié)論26-28
• 第三章 玻璃真空管內(nèi)插熱管式太陽能集熱器28-38
• 3.1 太陽能集熱器簡介28-33
• 3.1.1 平板型集熱器28-29
• 3.1.2 U 型管式全玻璃真空管集熱器29-30
• 3.1.3 熱管真空管集熱器30
• 3.1.4 復(fù)合拋物面(CPC)集熱器30-31
• 3.1.5 全玻璃真空管太陽能集熱器31-33
• 3.2 玻璃真空管內(nèi)插熱管式太陽能集熱器33-36
• 3.2.1 熱管的原理33
• 3.2.2 熱管特性33-34
• 3.2.3 熱管的分類34
• 3.2.4 熱管的選擇34
• 3.2.5 玻璃真空管內(nèi)插熱管式太陽能集熱器34-36
• 3.3 各種常用集熱器的比較36-38
• 第四章 玻璃真空管內(nèi)插熱管式太陽能集熱管熱性能實驗研究38-63
• 4.1 實驗儀器介紹38-42
• 4.1.1 TRM—2 型太陽能熱水器熱性能測試系統(tǒng)38-39
• 4.1.2 EC-95(X)數(shù)字風速（風向）傳感器39-40
• 4.1.3 TRM-PD 人工太陽模擬發(fā)射器40-42
• 4.1.4 TBQ-2 總輻射表42
• 4.2 溫度傳感器校正實驗42-46
• 4.2.1 實驗臺架42-43
• 4.2.2 溫度傳感器修正函數(shù)43-46
• 4.3 平均熱損失系數(shù)比較實驗46-50
• 4.3.1 平均熱損失系數(shù)測試實驗系統(tǒng)46-47
• 4.3.2 平均熱損失系數(shù)的測試方法47-48
• 4.3.3 平均熱損失系數(shù)分析48-50
• 4.4 啟動速率比較實驗50-51
• 4.5 日平均效率對比實驗51-56
• 4.5.1 實驗裝置及測試系統(tǒng)51-53
• 4.5.2 日平均效率實驗數(shù)據(jù)分析53-56
• 4.6 瞬時效率比較56-61
• 4.6.1 瞬時效率方程56-58
• 4.6.2 實驗數(shù)據(jù)分析58-61
• 4.7 不同天氣對日平均效率的影響61-62
• 4.8 實驗結(jié)果分析62-63
• 第五章 結(jié)論63-66
• 5.1 課題結(jié)論63-65
• 5.1.1 課題結(jié)論63-64
• 5.1.2 課題創(chuàng)新之處64-65
• 5.2 課題的發(fā)展方向65-66
• 參考文獻66-68
• 致謝68-69
• 攻讀碩士期間發(fā)表的論文69

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