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1、蜂窩熱管平板式太陽能熱水器的實驗研究晨怡熱管http://nx8.net/news/8/2006-10-123:46:04日期:2005-12-309:08:57來源:來自網(wǎng)絡查看:[大中小]作者：不詳熱度：王世鋒，胡亞才，俞自濤（浙江大學機械與能源工程學院熱工教研室，浙江杭州310027）摘要：把蜂窩技術(shù)和熱管技術(shù)結(jié)合起來應用于平板式太陽能熱水器，可以大大減少熱損失，提高日平均效率。經(jīng)多次實驗證明，蜂窩熱管平板式太陽能熱水器的日平均效率可以比真空管式熱水器的高，熱損系數(shù)則要小很多，具有推廣應用價值。關(guān)鍵
2、詞：太陽能熱水器；平板式；蜂窩；熱管ExperimentalstudyonnewflatplatesolarwaterheaterWANGShi－feng，HUYa－cai，YUZi－tao（CollegeofMechanicandEnergyEngineering，ZhejiangUniversity，Hangzhou310027，China）Abstract：Applyingcellulartechnologyandheatpipetechnologyinflatplatsolarwaterheate
3、rcangreatlyreduceheatlosingandenhanceaveragedailycoefficient．Manytimesexperimentsprovethattheaveragedailyefficiencyofflatplatsolarwaterheaterusingcellulartechnologyandheatpipetechnologyishigherthanthatofevacuatedtubularsolarwaterheater，ontheoppositionthea
4、verageheatlossefficiencyismuchless．Sothenewflatplatesolarwaterheaterhavepopularizingandapplyingvalue．Keywords：solarwaterheater；flatplate；cellular；heatpipe0引言太陽能熱水器的類型很多，目前日常生活中廣泛應用的太陽能熱水器，根據(jù)集熱器的不同主要可分為平板式和真空管式兩大類［1］。其中全玻璃真空管式太陽能熱水器占領(lǐng)著國內(nèi)市場的大部分。但從太陽能熱水器的發(fā)展趨
5、勢來看，平板式太陽能熱水器具有發(fā)展?jié)摿?，宋愛國?，3］等認為理論上平板式太陽能集熱器的日平均效率比真空管式太陽能集熱器要高。盡管目前平板式太陽能熱水器與真空管式太陽能熱水器相比平均熱損系數(shù)較高，高溫段的效率偏低，但把蜂窩技術(shù)和熱管技術(shù)結(jié)合起來應用于平板式太陽能集熱器制成的蜂窩熱管平板式太陽能熱水器，可以降低平均熱損系數(shù)和增加高溫段的日平均效率。蜂窩熱管平板式太陽能熱水器通過在透明蓋板下加蜂窩夾層的方法來減少表面熱損失；利用熱管熱二極管的特性使晚上的熱損失大大減少。我們自行研制了蜂窩熱管平板式太陽能熱水器
6、，并將其與購買的全玻璃真空管式太陽能熱水器在同等條件下進行了對比實驗研究。本文將介紹對比實驗研究的結(jié)果。1實驗裝置與實驗方法本實驗研制的蜂窩熱管式平板集熱器的橫剖面示意圖如圖1所示。蜂窩熱管平板式太陽能集熱器由保溫材料和金屬框組成外箱體、透明玻璃蓋板、蜂窩夾層、帶翅片的熱管組成。其特征是在透明蓋板下面設(shè)有蜂窩，熱管和翅片組成吸熱板置于蜂窩下面，有效采光面積為1．4m2。其工作原理：當太陽輻射能透過帶蜂窩結(jié)構(gòu)的透明蓋板后，其熱量被涂有表面吸收涂層的帶翅片的熱管吸收，熱管達到工作溫度，通過內(nèi)部工質(zhì)（水）的相變
7、過程將熱量輸送給蓄熱器。全玻璃真空管式太陽能熱水器有效采光面積為1．7m2。兩臺集熱器相鄰放置，安裝傾角同為45°。為了便于比較蜂窩熱管式太陽能熱水器和全玻璃真空管式太陽能熱水器的熱性能，實驗主要對兩者的日平均效率和熱損系數(shù)進行測試。測試所用儀器、儀表的精度符合國標要求。全部測試數(shù)據(jù)由惠普3497A數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采集并連接到計算機，計算機每隔3min自動采集一次數(shù)據(jù)。2實驗數(shù)據(jù)及結(jié)果分析實驗中，太陽能熱水器熱性能的測試主要參考國家標準GB／T12915－91［4］（家用太陽能熱水器熱性能試驗方法）和GB42
8、71－84［5］（平板型太陽集熱器熱性能試驗方法），其中熱性能指標主要包括瞬時效率、日平均效率、熱損系數(shù)等。??實驗中我們采用下面的公式來計算日平均效率：上式表示把一天內(nèi)所吸收的有用能總和除以一天內(nèi)的累積太陽輻照量即是日平均效率。兩臺熱水器的日平均效率如表1所示。從表1可以看出：蜂窩熱管平板式太陽能熱水器低溫段（蓄熱器中水的溫度小于65℃）的日平均效率比全玻璃真空管式太陽能熱水器的日平均效率要高；在高溫段（蓄熱器中水的溫度大于
