中空玻璃盖板热管平板式太阳集热器实验研究

平板型太阳集热器具有热效率高、价格低廉、容易与建筑物结合等优点而受到全球的瞩目。在国外,平板型太阳集热器在集热器市场占有率高达95%,在我国南方使用比较广泛。但因为抗冻性差,平板型太阳集热器的推广和使用在我国受到一定的影响。抗冻性能差已成为制约平板型太阳集热器推广和使用的主要因素。解决平板型太阳集热器抗冻性问题,对推动我国太阳能产业的发展,尤其是北方寒冷地区太阳能产业的发展有着重大的意义。 热管集热器由于采用了热管平板吸热芯代替普通的平板吸热芯,其抗冻性能得到加强。本文主要通过对比实验的方法来研究中空玻璃盖板热管平板式太阳集热器与加换热器的中空玻璃盖板平板式太阳集热器集热效果的差别,为热管平板式太阳集热器在寒冷地区的适用性提供参考。 文章介绍了重力热管的相关知识,建立了中空玻璃盖板热管平板式太阳集热器和加换热器的中空玻璃盖板平板式太阳集热器的数学模型。特别需要指出,本文经过严格的理论推导得出了单层玻璃-吸热板系统、双层玻璃-吸热板系统各层玻璃和吸热板的综合吸收率的计算公式。 为了探讨中空玻璃盖板热管平板式太阳集热器的集热性能,本文通过对比实验的方法测量了典型天气下集热系统的运行状况,得出了瞬时效率、日平均效率等热性能数据、画出曲线,并与带换热器的中空玻璃平板式太阳集热器的集热性能进行了比较,结果发现中空玻璃盖板热管平板式太阳集热器的集热效率比带换热器的中空玻璃盖板平板式太阳集热器的集热效率低,日平均效率低3%以内。于是得到结论,热管平板太阳集热器可以应用于北方寒冷地区。文章还提出了提高热管平板式太阳集热器集热性能的主要方法。