太阳辐射对平板太阳能_热水器换热性能研究毕业论文(编辑修改稿)

太阳辐射对平板太阳能_热水器换热性能研究毕业论文(编辑修改稿)内容摘要：

后的水从集热器出口出去，把有用的热量带走，与此同时，在平板集热器的底部 和边框四周填充有保温材料，减少了透过透明端盖向环境散失的热量。 梁荣振：太阳辐射对平板太阳能热水器换热性能影响的实验研究 7 (2)平板集热器的组成结构 1） 吸热板芯 吸热板的涂层材料对吸收太阳辐射能量起非常重要的作用。 因为太阳辐射的波长主要集中在 ~ 的范围内，而吸热板的热辐射则主要集中在 2~20μm的波长范围内，要增强吸热板对太阳辐射的吸收能力，又要减小热损失，降低吸热板的热辐射，就需要采用选择性涂料。 选择性涂料是对太阳短波辐射具有较高吸收率，而对长波热辐射发射率却较低的一种涂料，目前国内外的生产厂大多采用磁控溅射的方法制作选择性涂层，可达到吸收率 ~，发射率~，大大提高了产品热性能。 本课题主要采用 管板式铜 管材料的吸热板的太阳能集热器。 2）透明盖板 透明盖板是让太阳辐射透过，而不让吸热板芯产生的远红外线透过，从而抑制吸热板芯表面反射损失和对流损失，使热水器内获得较高温升，形成温室效应的主要部件。 同时，它还具有防止灰尘和雨雪损坏吸热板芯的重要作用。 透明盖板应满足透过率高、耐冲击强度大、具有良好的耐候性、隔热性能好和便于加工等基本要求。 3） 隔热 材料 热水器集热板芯的底部及四周都需要有 隔热 层，以减少热水器向四周环境的散热 ,提 高热水器的工作效率。 对 隔热 材料的基本要求是保温性能好， 用于隔热层的材料有：岩棉、玻璃棉、聚氨酯、聚苯乙烯等。 在实际使用时，往往需要在底部隔热层与吸热板之间放置一层薄薄的玻璃棉或岩棉，目前使用较多的是玻璃棉。 耐温在 120℃以上，且不分解、不吸水、不易变形或挥发。 4）外壳与支架 为了将吸热板芯、透明盖板和保温材料等组成一个要机整体，并保持一定的刚度和强度 ,便于安装和运输 ,需要一个美观的外壳。 对外壳的基本要求是坚实耐用，抗气候变化 ,不变形、重量轻、易加工、外表美观和价格便宜。 阳能热水器支架应有足够的强度和钢度才 能确保有足够的承重能力。 保温水箱 是 由三层组成的，芯层、内层和外层。 在内部使用了一些像保温梁荣振：太阳辐射对平板太阳能热水器换热性能影响的实验研究 8 杯等都会用到的一种保温材料来做芯层，然后照样使用不锈钢水箱来作为内表层，外层则使用普通的不锈钢板材来做。 芯层的保温介质可以采用聚氨酯发泡、聚苯乙烯、 PEF 等来进行保温。 内层是不锈钢层，使用质量比较好的不锈钢板和镀锌板。 最后是外层它一般所选用的材质是比较普通的不锈钢冲模压膜块或者是使用平板，水箱板的厚度可以根据水箱的大小、高度来决定，保温的材料选择石棉或者岩棉来进行保温。 其结构、材料、容量和保温性能及补水、取水方式都直接影响热水器的性能和可靠性。 水箱必须承受一定压力，且保证不漏水、不渗水。 承压水箱额定压力应大于每平方厘米 10 公斤。 如图 4 所示。 图 4 平板太阳能集热器结构图 梁荣振：太阳辐射对平板太阳能热水器换热性能影响的实验研究 9 图 5 保温水箱立体图 增压泵在平板太阳能热水器中作为动力装置，把水在水箱和集热器中循环加热。 其自动开关作用：可以自动检测用户时否在用水，在用水时自动开关会开启增压泵，当没有用水时，增压泵自动关闭，实现全自动的增压。 由于每家每户的水压各有不同，个别用户的水压实在是太低，冲不开自动开关，导致泵在按自动键的情况下不能自动启动，实现不了自动的效果。 请亲们理解，自动开关需要有一点水压，得把自动开关里的出水阀给冲开，泵才能自动启动，如果水压太低，冲不开自动开关，那只能按手动键实现增压。 如图 6 所示。 图 6 太阳能循环增压泵 梁荣振：太阳辐射对平板太阳能热水器换热性能影响的实验研究 10 第 3 章 太阳能 实验 研究 太阳辐射 所谓太阳辐射强度是单位面积在单位时间内接受太阳辐射能，由于大气层对太阳辐射的减弱作用，到达地面上的太阳辐射能有两种；一种是太阳直接辐射，另一种是由大气，灰尘，水滴等散射而来的散射辐射。 在天气晴朗时，到他地面的太阳能主要是直接辐射；在阴天时主要是散射辐射。 在海拨高度不同的地区，太阳辐射强渡也不同。 太阳辐射的主要影响因素 1） 纬度位置：纬度低则正午太阳高度角大，太阳辐射经过大气的的路程短，被大气削弱得少，到达地面的太阳辐射就强；反之，则弱。 这是太阳辐射从低纬向两极递减的原因之一。 2） 天气状况：晴朗的天气，由于云层少且薄，大气对太阳辐射的削弱作用弱，到达地面的太阳辐射就强；阴雨的天气，由于云层厚且多，大气对太阳辐射的削弱作用强，到达地面的太阳辐射就弱。 3） 海拔高低：海拔高，空气稀薄，大气对太阳辐射的削弱作用弱，到达地面的太阳辐射就强；反之，则弱。 4） 日照长短：日照时间长，获得太阳辐射强，日照时间短，获得太阳辐射弱。 夏半年，高纬地区白昼时间长，弥补太阳高度角低损失的能量。 实验所需要的设备与仪器 （ 1） 平板型太阳能集热器 其工作原理及结构在第二章有介绍，本次实验采用的 集热器如图 7 所示 ，与水平面夹角为 45176。 梁荣振：太阳辐射对平板太阳能热水器换热性能影响的实验研究 11 图 7 实验平板集热器 （ 2） 100L 保温水箱 保温水箱是用于储存热水的装置，它具有良好的保温性能，是太阳热水器的关键部件，其第二章有介绍， 实验采用万和保温水箱，如图 8 所示。 图 8 实验保温水箱 （ 3） 不锈钢玻璃转子流量计 流量计的主要测量元件为一根垂直安装的下小上大锥形玻璃管和在内可上下移动的浮子。