积尘对平板型太阳能集热系统性能的影响

【摘要】：随着太阳能开发利用技术的快速发展,平板型太阳能集热器在工程中得到了较为广泛的应用。工程应用表明,集热器表面积尘对其集热性能有直接而重要的影响。本文分析了积尘的来源、形成过程和物理化学性质,并根据积尘在集热器表面的分布状态提出了三种积尘形态:松散积尘、粘结积尘和沟状积尘,分析了不同形态的积尘的形成原因和形成过程。探讨了积尘对平板型太阳能集热器性能的影响机理,包括对太阳辐射的遮挡效应、对集热板传热过程的影响和对玻璃盖板表面的化学腐蚀三个方面。本文选取两组具有相同性能的平板型太阳能集热系统,通过对比实验分析了积尘对平板太阳能热水系统性能的影响程度,结果表明同等外界条件下,与集热器表面清洁的一组相比,集热器表面积尘量为11.5811g/m2的一组系统集热效率降低了17.40%。通过实验测试分别得到了松散和粘结两种积尘状态下不同积尘量对平板型太阳能集热器集热性能的影响程度,实验结果表明在积尘初期系统集热效率下降速度较快,而后逐渐变缓;不同积尘状态对集热性能影响程度不同,相同积尘量情况下,粘结状态的积尘对集热性能的影响高于松散状态的积尘。通过对积尘规律的理论分析和预测得到集热器表面积尘量变化的模型图。通过对实验所用两组集热器表面积尘量变化的测试,得到在三个不同时间段内的积尘量变化特点,发现在降雨对积尘量变化的影响十分显著,最后结合西安市的降水特点给出了建议清洁方案。 【关键词】：太阳能集热器 积尘 集热性能 清洁方案
【学位授予单位】：西安建筑科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TK513.1
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 主要符号表8-9
• 1. 绪论9-16
• 1.1 背景及意义9
• 1.2 国内外关于平板型太阳能集热器的研究现状9-13
• 1.2.1 国外研究现状9-11
• 1.2.2 国内研究现状11-12
• 1.2.3 现状综述12-13
• 1.3 平板型太阳能集热器应用现状13-14
• 1.4 本文研究内容和目标14-16
• 2. 平板型太阳能集热器特性16-22
• 2.1 平板型太阳能集热器结构16-17
• 2.2 平板型太阳能集热器工作原理17-18
• 2.3 平板型太阳能集热器热性能及评价指标18-20
• 2.3.1 热性能分析18-19
• 2.3.2 性能评价指标19-20
• 2.4 集热性能影响因素及提高效率方法20-22
• 2.4.1 集热器自身因素20
• 2.4.2 外界影响因素20-22
• 3. 积尘对平板型太阳能集热器性能影响机理22-29
• 3.1 积尘理论分析22-26
• 3.1.1 灰尘来源及形成过程22-23
• 3.1.2 积尘类型分析23-25
• 3.1.3 积尘形成影响因素分析25-26
• 3.2 积尘对平板集热器性能影响机理26-29
• 3.2.1 积尘对太阳辐射的遮挡效应26-27
• 3.2.2 积尘对玻璃盖板表面化学腐蚀效应27-28
• 3.2.3 积尘对集热器热损失的影响分析28-29
• 4. 积尘对平板型太阳能集热器性能影响实验29-51
• 4.1 实验目的和方案设计29-34
• 4.1.1 实验目的29
• 4.1.2 实验装置29-32
• 4.1.3 实验方案设计32-34
• 4.2 两组集热器性能校核实验结果及分析34-44
• 4.3 积尘/清洁状态下对比实验结果及分析44-50
• 4.3.1 对比实验结果及分析45-49
• 4.3.2 积尘对系统效率影响程度分析49-50
• 4.4 本章小结50-51
• 5. 积尘量与积尘形态对系统性能影响实验51-56
• 5.1 实验内容与方案设计51-52
• 5.1.1 实验目的51
• 5.1.2 实验装置51
• 5.1.3 实验方案51-52
• 5.2 不同人工布尘量的测试结果及分析52-55
• 5.2.1 松散状态下结果及分析52-53
• 5.2.2 粘结状态下结果及分析53-54
• 5.2.3 积尘状态对集热性能影响的对比分析54-55
• 5.3 本章小结55-56
• 6. 自然积尘实验及集热器清洁方案56-70
• 6.1 积尘规律的理论分析56-58
• 6.1.1 积尘量影响因素分析56-57
• 6.1.2 积尘模型预测57-58
• 6.2 积尘测试实验58-68
• 6.2.1 实验目的及方法58
• 6.2.2 积尘测量装置58
• 6.2.3 实验结果及分析58-68
• 6.3 积尘清洁方案分析68-69
• 6.4 本章小结69-70
• 7. 结论70-71
• 致谢71-72
• 参考文献72-76
• 附录 研究生学习期间发表学术论文76

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