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一种新型太阳能空气集热器的热性能研究

作　者: 冯其明
导　师: 张欢
学　校: 天津大学
专　业: 供热、供燃气、通风及空调工程
关键词: 太阳能空气集热器渗透型冲缝板真空玻璃盖板集热效率
分类号: TK513
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 167次
引　用: 1次
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内容摘要

太阳能作为一种可再生能源,清洁且资源丰富。开发利用太阳能有着巨大的社会效益和环境效益。本文首先介绍了太阳能集热器的研究现状和发展趋势,对现有的各种太阳能空气集热器的特点进行了分析比较。并在本课题组提出的冲缝型吸热板理念的基础上,研究了一种采用冲缝型吸热板加真空玻璃盖板的新型太阳能空气集热器,该集热器属于渗透型平板太阳能空气集热器,具有很高的集热效率。为此,本文首先设计了新型太阳能空气集热器的实验模型,进行了动态实验,对模型使用普通玻璃盖板与真空玻璃盖板两种情况下的热性能进行了对比分析,并对集热器效率的影响因素进行了实验研究。接着对新型太阳能空气集热器的传热过程建立了数学模型,使用Matlab软件对模型进行求解。并通过实验结果与模拟结果的对比分析,验证了数学模型的准确性。在此基础上,本文对新型太阳能空气集热器进行了数值模拟计算,对不同工况下的集热器的热性能进行了对比分析,并研究了在冬季工况下集热器高度、空气流量以及太阳辐射强度等因素对新型太阳能空气集热器集热效率的影响。最终本文得出结论:采用冲缝型吸热板加真空玻璃盖板的新型太阳能空气集热器具有很高的集热效率,可以与建筑紧密结合,满足建筑冬季和过渡季采暖通风要求,也可以用在物料干燥方面,是一种较好的可再生能源热利用方式,具有进一步深入研究和应用的价值。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-7
第一章绪论  7-20
  1.1 太阳能资源  7-8
  1.2 太阳能在建筑中的应用  8-10
  1.3 太阳能集热器  10-11
  1.4 太阳能空气集热器  11-18
    1.4.1 太阳能空气集热器的研究现状  12-17
    1.4.2 太阳能空气集热器的发展趋势  17-18
  1.5 本课题的研究内容、方法和意义  18-19
  1.6 本论文架构  19-20
第二章新型太阳能空气集热器的设计  20-25
  2.1 透明盖板的设计  21-23
  2.2 吸热板的设计  23-24
  2.3 系统其他部分的设计  24-25
第三章新型太阳能空气集热器的实验研究  25-46
  3.1 实验台的建立  25-33
    3.1.1 实验模型的设计及制作  25-27
    3.1.2 实验测试系统  27-32
    3.1.3 实验布置  32-33
  3.2 实验研究  33-45
    3.2.1 实验过程及数据整理  34-35
    3.2.2 实验结果分析  35-45
  3.3 本章小结  45-46
第四章数学模型的建立与实验验证  46-59
  4.1 数学模型的建立  47-57
    4.1.1 热平衡方程  47-55
    4.1.2 集热器效率的计算  55
    4.1.3 流动阻力的计算  55-57
  4.2 实验结果与模拟结果的对比分析  57-58
  4.3 本章小结  58-59
第五章新型太阳能集热器的数值模拟研究  59-68
  5.1 数值模拟计算参数设定范围  59
  5.2 数值模拟计算方案  59-60
  5.3 数值模拟计算结果  60-67
  5.4 本章小结  67-68
第六章结论与展望  68-70
  6.1 结论  68-69
  6.2 展望  69-70
参考文献  70-73
致谢  73

一种新型太阳能空气集热器的热性能研究

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