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夹层换热器水箱自然循环间接系统平板型太阳能热水器的热性能研究

作　者: 张有刚
导　师: 夏朝凤；高文峰
学　校: 云南师范大学
专　业: 农业生物环境与能源工程
关键词: 夹层换热器水箱间接系统太阳能热水器热性能温度分层系数
分类号: S214.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
下　载: 62次
引　用: 2次
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内容摘要

在节能减排技术的推广应用中,太阳能热水器的推广应用是一个很重要的组成部分。研究开发热效率高、运行可靠、使用寿命长、易与建筑相结合的太阳能热水器就成为当务之急。本文介绍了太阳能热水器的研究、发展和使用现状,主要防冻措施及其优缺点,国内外关于防冻研究的综述。间接系统太阳能热水器中常用的换热器及其优缺点。夹层换热器水箱具有换热效率高、结构简单、防冻等优点。在参考国内外现有研究的基础上,设计出了水平夹层换热水箱和垂直夹层换热水箱,对带夹层换热器水箱及其自然循环间接系统平板型太阳能热水器系统性能进行了理论分析和试验研究。在理论分析方面,确定了夹层换热器的一些基本参数的计算方法,分析了夹层换热水箱的换热器对集热效率的影响,并确定了换热器对集热效率的削弱因子,建立了整个系统的数学模型；在试验研究方面,分析了夹层厚度、工质添充量、换热面积对夹层换热水箱的换热器的换热效率和总传热系数的影响,确定了换热器的换热效率和总传热系数,测试了带夹层换热水箱的平板型太阳能热水器的系统热性能,包括其平均日效率和平均热损系数。定义了温度分层系数,对不同类型太阳能热水器的温度分层系数进行了对比分析。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-9
第1章绪论  9-19
  1.1 引言  9
  1.2 太阳能热水器研究应用现状  9-16
    1.2.1 太阳能热水器的发展概况  9-11
    1.2.2 平板型太阳能热水器  11-13
    1.2.3 太阳能热水器与建筑的一体化  13
    1.2.4 太阳能热水器的防冻措施与文献综述  13-16
  1.3 研究的内容和意义  16-19
    1.3.1 问题的提出  16-17
    1.3.2 研究的内容与目标  17
    1.3.3 研究的创新点  17-19
第2章间接循环系统太阳能热水器概述  19-26
  2.1 间接循环系统太阳能热水器  19-20
  2.2 换热器在太阳能热水器中的应用  20-24
  2.3 循环工质的选择  24-26
第3章夹层换热器水箱间接循环系统太阳能热水器分析  26-41
  3.1 夹层换热器水箱间接循环系统太阳能热水器的基本工作原理  26-27
  3.2 夹层换热器的传热过程分析  27-29
  3.3 夹层换热器的对数平均温差  29-30
  3.4 夹层换热器的传热效率  30-31
    3.4.1 传热效率的基本定义  30
    3.4.2 夹层换热器的传热效率  30-31
  3.5 系统的热分析模型与系统的能量分析  31-35
    3.5.1 系统的热分析模型  31-34
    3.5.2 系统的能量分析  34-35
  3.6 集热器效率削弱因子的确定  35-39
    3.6.1 集热器的效率方程  35-36
    3.6.2 带夹层换热器的间接系统太阳能热水器的集热器削弱因子的确定  36-37
    3.6.3 换热器和水箱为一体的自然循环系统的集热器效率削弱因子的确定  37-39
  3.7 带夹层换热器水箱自然循环间接系统太阳能热水器的数学模型  39-41
第4章水平夹层换热器水箱的试验研究  41-68
  4.1 水平夹层换热器水箱的设计  41-42
  4.2 水平夹层换热器水箱试验的准备  42-43
  4.3 水平夹层换热器水箱试验的结果分析  43-60
    4.3.1 同一夹层换热器水箱不同工质填充量换热器的换热效率比较分析  43-46
    4.3.2 同一夹层换热器水箱不同工质填充量总传热系数的比较分析  46-49
    4.3.3 同一夹层换热器水箱不同工质添充量内水箱温度分层的比较分析  49-56
    4.3.4 同一工质填充量不同夹层换热水箱的换热效率比较分析  56-57
    4.3.5 同一工质填充量不同夹层换热水箱的总传热系数比较分析  57-59
    4.3.6 同一工质填充量不同夹层换热水箱的内水箱温度比较分析  59-60
  4.4 水平夹层换热水箱关联式  60-68
    4.4.1 同一夹层换热水箱不同工质填充量关联式  61-65
    4.4.2 不同夹层厚度同一工质填充量关联式  65-68
第5章带水平夹层换热器水箱的平板型太阳能热水器的试验研究  68-76
  5.1 平板型太阳能集热器热性能试验  68-71
    5.1.1 集热器的集热效率的计算  68-69
    5.1.2 集热器有效透过—吸收积的计算  69
    5.1.3 试验条件  69-70
    5.1.4 集热器效率与效率曲线  70-71
  5.2 带水平夹层换热器水箱的平板型太阳能热水器的试验  71-76
    5.2.1 试验条件  71-72
    5.2.2 试验地点  72
    5.2.3 平均日效率  72-74
    5.2.4 平均热损系数  74-76
第6章垂直夹层换热器水箱及其太阳能热水器的试验研究  76-87
  6.1 垂直夹层换热器水箱的设计  76-77
  6.2 垂直夹层换热器水箱的试验准备  77-79
  6.3 垂直夹层换热器水箱的试验结果的分析  79-84
    6.3.1 换热面积对换热效率的影响  79-80
    6.3.2 换热面积对总传热系数的影响  80-81
    6.3.3 垂直夹层换热器水箱的内水箱温度分层  81-82
    6.3.4 垂直夹层换热器水箱关联式  82-84
  6.4 带垂直夹层换热器水箱的平板型太阳能热水器的试验研究  84-85
    6.4.1 平均日效率  84
    6.4.2 平均热损系数  84-85
  6.5 温度分层系数  85-87
第7章全文总结与展望  87-90
  7.1 全文总结  87-89
    7.1.1 水平夹层换热器水箱及其平板型太阳能热水器  87-88
    7.1.2 垂直夹层换热器水箱及其平板型太阳能热水器  88-89
  7.2 展望  89-90
参考文献  90-92
攻读学位期间发表的学术论文和研究成果  92-93
致谢  93

夹层换热器水箱自然循环间接系统平板型太阳能热水器的热性能研究

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