太阳能集热器和相变材料热交换器

【摘要】：本试验构建了一种装置,调查结合两种太阳能技术.其中一种是带强制通风的平板式集热器,其主要应用于对能源议案有很大影响的热水需求的居民建筑,有很多地方频繁使用洗衣用水,处于离网的状态,并且遭受频繁电力中断的情况。第二种是PCM热交换器,该相变材料主要由水合盐(六水氯化物)组成,被放置在玻璃试管中和作为热储存材料使用。该设计中未使用价格较高的成分,相反是基于简单、通用和无污染的对流原则。对两种不同吸收率的金属材料的太阳能集热器进行测试,第一种模型是厚度为1mm的镀锌钢板,其热传导率为18W/m.K；第二个模型是2mm厚的带洞的钢板,其热传导率为16W/m.K。由于热集热器技术的应用,建立一个跟踪系统显得尤为重要。在该试验中,利用易得的电子和机械器件建立了一套简单的跟踪系统。它的机械部分是由支撑平板集热器的框架和考虑以后方便安装于墙上且高度可调的底盘组成。同时,这一设计可以通过低功率的步进电机使集热器实现轴向移动,由PIC微控制器通过电气连接控制步进电机的运行。整套跟踪系统由一块不断充电的光伏电池供电,由于其具有自己单独的电源,所以该系统可以独立工作。对于以上描述的试验模型的结果为有效面积为120cm×50cm(长×宽)的两块太阳能集热器所蓄积的太阳能足够满足温室内作物栽培的温度需要。 【关键词】：PCM热交换器 太阳能热平板集热器 相变材料 温室
【学位授予单位】：中国农业科学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TK513.1
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-8
• INDEX8-10
• TABLE OF FIGURES10-11
• Acronyms11-12
• 1. INTRODUCTION12-28
• 1.1 HISTORICAL REVIEW16-17
• 1.2 SOLAR THERMAL POWER TECHNOLOGIES17-24
• 1.2.1 Flat Plate COllector18-21
• 1.2.2 Evacuated Tube Collector21-22
• 1.2.3 Concentrating Solar Power22-23
• 1.2.4 Parabolic Trough Concentrator23-24
• 1.3 SOLAR THERMAL STORAGE,PHASE CHANGE MATERIAL(PCM)24-28
• 1.3.0 Inorganic25-26
• 1.3.1 Hygroscopic materials26
• 1.3.2 Selection criteria for PCM application26-28
• OBJECTIVES AND THESIS LAYOUT28-29
• 2. MATERIALS AND METHODS29-48
• 2.1 SOLAR RADIATION29-40
• 2.1.1 Seasonal changes and solar irradiation34-36
• 2.1.2 Beijing's Location on Earth vs.Solar Irradiation36-40
• 2.2 PROTOTYPE DEscriptION40-46
• 2.2.1 Flat plate solar Collector40-42
• 2.2.2 PCM heat exchanger42-43
• 2.2.3 Phase Change Material(PCM)43-46
• 2.2.3.1 Applications with CaCl2~*6H2043-44
• 2.2.3.2 Phase Change Materials Classification44-45
• 2.2.3.4 Microencapsulation of phase change materials45-46
• 2.3 TRACKING SYSTEM46-48
• 3. EQUATIONS48-55
• 3.1 SOLAR ENERGY MEASUREMENT48-51
• 3.2 TEMPERATURE MEASUREMENT51-52
• 3.3 EXPERIMENTS RESULTS AND DISCUSSION52-55
• 4. ConCLUSIONS AND FUTURE WORK55-57
• 4.1 CONCLUSION55-56
• 4.2 FUTURE WORK56-57
• REFERENCES57-60
• APPENDIX60-71
• APPENDIX A60-61
• APPENDIX B61-62
• APPENDIX C62-63
• APPENDIX D63-66
• APPENDIX E66-67
• APPENDIX F67-68
• APPENDIX G68-71
• ACKNOWLEDGEMENT71-72
• RESUME72

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