试制了种结合多层建筑的集中供热热管式太阳能供热系统。我们对该集热系统进行了设计,并对系统的性能进行了测试。该系统结合建筑,利用集热板价格低的特点,充分利用楼层的集热面积,结构上体现了集中供热的特点,热量互为补充,能得到足够的热水。
1集中供热热管太阳能集热系统的设计1.1集热器结构热管取代普通平板集热器中的排管,选用特殊配方的不冻工质。热管的蒸发器端是有选择性涂料的肋片,以吸收更多的太阳辐射能。蒸发器设计成平面排管型式,置于集热器平板中,且采用大面积冷凝段。几片集热器组成个集热系统,均使用重力式热管,并采用两级结构,集热板吸收热量后经第级热管传入中间的充有工质的大直径管子,然后第级热管从中间管子吸收热量传入水箱。
这样当片集热器或根热管发生泄露时,不会导致整个集热系统的失效,解决了真空管支损坏而整个集热器无法使用的问。体现了集中供热的功能,因为整个集热器作成体,热量可以互为补充,从而满足不同用户的用水要求。
基金项目北京省社会发展项目俗99试验时支架作成倾角和方位角可调,以便选择合适的角度。同时当太阳幅射达不到设定值时,采用辅助加热装置进行加热,1.2太阳热水系统工程参数的确定统的朝向。在北半球集热器朝向正南。试验时可以根据具体季节作小角度调整。
集热器面积。镇江地区采用我们设计的集中供热热管集热器在日照24的条件下,每平方米集热面从上午9点到下午3点,7尺温设定在4083 1春秋季产热水量60714,夏季产热水遣780冬季产506021热水量。按1颃布的14内给排水热力供应设计规划规记,淋浴用水水温40每人每次354儿,我们根据用的实际要求来选定甲均1产水量,并适增火产水量。系统令年使,特别要保证冬的水心推荐以+少于602.1水温451以上的产水试来确定取热而枳。
按照幢居民楼六层楼的建筑,总共36,2的建筑面积,每户平均10,12,总集热面积为288平均户楼顶而枳1612,按户取2的集热耐儿据此。我们设汁制造大约8,12的热符式集热器,作为个小型的集热系统。
集热器倾角。固定式集热器倾角以正午时阳光垂直的照射在其热器的采光面上的原则来确定。
但是,即使在同个纬度上,在不同的季节,太阳高度角也是不相同的。确定倾角时,只能根据整个使用期间的要求。若要得到最大的年日射集热器应面向赤道,其倾角近似等于当地纬度;如果要求冬季获得最大日射量,倾角应比当地讳度大如果要求夏季获得最大日射量,倾角应比当地纬度小1由于我们采用的集热器而积较人,全年使叫,以季肯定能满足要求,所以倾取33地绅度,筑物屋面载荷,安装太阳热水系统的纽筑屋面。活载和要求在1.5,以上1.3系统主体设计设计时要求了解用户的用水量水温用水时间等以及要不要辅助电源,采用何种辅助电源。热水系统安装,曲具体尺寸。屋面找荷和承重梁的分布沾况。心面正南方向有无建筑物的阻挡。水源和电源情况;让用户提供屋顶平面和结构纸。该集热器对屋顶是平的还是斜的无特殊要求。
1.47箱布置及管路设计水箱应安装在建筑的承重墩上,若没有预留承重墩,则应根据建筑结构了解承重情况,将承重墩放在承重梁坯应,虑供水和,水管路尽景此水钔接近。避免过长的矜路外露而发生冻裂,同时热水器需要加固防台风和避雷。平屋顶时支架用角钢焊制,用钢丝绳吊拉。斜屋顶时,利用屋顶坡度,采用嵌入式结构,与房屋设计为体。
热水系统中的循环管路主要是指从从循环泵的吸水口经过集热器集管,回到储水箱的管路。在循环管路的最点要设置放气矜,放请应高出最高点68整条管路货有。定,彼,0.必是在循环栗停止运行时,使管路中水能够自动回流到水箱。
1.5存在问及解决方案就会供应不上。可在本系统中增加电或蒸汽辅助加热水箱,将太阳能集热器达不到45,的温水送入辅助加热水箱,使水温提高到45解决阴雨天的热水问。
2集热系统的热性能2.1热管的性能热管的性能决定了集热器的性能。对热管管组的性能测试发现,采用大面积的冷凝段后,热管的冷凝段具有良好的等温性。整个热管的温降主要体现在蒸发段到冷凝段的温降,这种结构决定了重力热管的传热性能主要是受蒸发段沸腾状态的影响,从而使得热管的传热量和其轴向温降的关系呈3形,热管的传热系数体现为多值性。对本文热管传热量与其轴向温差的测试结果2.可以看出,曲线分段止段,在水温较低的情况下,热管壁及其肋片温度都较低集热体对环境的热损失小,热管蒸发段的热流4炱5髓,辨局脑雕,褚,著,爨毕热,加,热管的传热量随之减少,此时管内工质处于自然对流液态沸腾状态。3段,是蒸发段的自对流液态沸腾向急剧液态沸腾过渡的区域,此时热皆处于波动状态,总的看来。热管温不,忡能防2.2集热系统的热性能LVt,根据,淑准家用太,热水器性能奶彷法参照全玻璃真空以集热管的标准1我们对平中反⑴非稳态效率非稳态效率对热水器托个同条件下的热性能,较好的反映作位态效攻乃和可用下式不其均水温z,yc=平均环境温度ta,平均,照度CWm2B32歌力热竹的传热0与其轴向温差的关系f3雅锪态效率曲线下标和+1分别代每个时间间隔的起始和结束状态。按照标准采集试验数据,由试验数据可得系统的非稳态效率不呈线性关系。热管式热水器的非稳态效率始终低于真空管式当4;值小于0.035时,热管式集热系统的效率始终高于平板式。按理论分析和现有的热管真空管产品来讲,热管式集热器的效半应比真空管和甲板式集热器出现木文结果。划盾为木集热系统的级结构增加了个中间传热过程使系统效率降低是平板式集热器效率本身有拟和误差宣线拟和使以在较低时低于实验值,在41较高时高于实验值;是热管集热系统采用较大水箱,为安装的放便,水箱提高;是本系统的保温系统没有真空管的保温效果好,且该效率相当于系统效率。
热损系数。平均热损系数可定义为位。据此可计算出种集热系统的热损系数分,为1平=1.288412,队=科99认7如2,化1=0.6209认7,可以看出,热管式集热系统的热损系数小于宁管式,似高于平板式,且热俜式与真空管式相差不大。这是因为真空管式集热系统的保温效果最好,但热管具有单向传热的特性,明显降低了热损失,从而与真空管系统相差不大。同时热管式集热系统热水不经过集热管,使得其热损系数低于平板系统的瞬时效率和日平均效率。平均日效率化的定义式度,1为太阳热水器采光面积2;丹为累积太阳辅照量,1试验结果明热管式集热系统的效率和水温在天大部分时间接近真空管式而高于平板式,但真空管和平板式系统在高温下运行,集热管内壁易结垢,日久会影响集热效家而热管集热器通过工质潜热传递热量,不会结垢,运行约6个月后,热管式集热系统会显出定的优势。
3结束语结合建筑的大面积集中供热己成为节能降耗的新途径,也是太阳能热利用发展的趋势。集中供热热管太阳能集热系统集热管内不走水不结垢,可抗30的低温,集热板价格便宜且集热面积大,还可利用屋脊式楼房特点,克服人字型屋顶安装老产品的重心高安装不稳固常被大风掀翻的缺点,与楼层结合,集热器嵌入屋面,与房屋浑然体。结构上体现了集中供热的特点,各家各户热量可以互为补充,完全可以弥补其效率稍低的缺点,是种很有前途和值得推广的集热系统。
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