全玻璃真空管型太阳能热水器在嘉兴地区节能量与减排量分析

为评估太阳能热水器对“双碳”战略的贡献,减少对化石燃料的依赖,推动能源结构的优化和转型升级,在嘉兴地区通过对全玻璃真空管型太阳能热水器在实际使用工况下进行热性能测试分析.试验结果表明:在实际使用工况下,环境温度和辐照量是影响太阳能热水器日有用得热量的重要因素;78和75管间距的年节能量分别为451.87 kWh/(m^(2)·a)、467.46 kWh/(m^(2)·a),CO_(2)年减排量分别为338.9 kg/(m^(2)·a)、350.6 kg/(m^(2)·a),经估算2021年太阳能光热利用CO_(2)减排量约占全国碳排放总量的12.6%.

两种全玻璃真空管型太阳集热器集热系统动态特性比较

利用实验研究全玻璃真空管型集热器热模型的结果表明,全玻璃真空管内的容水热容对太阳能热水系统动态特性的影响不容忽略,应在模拟采用的方程中包含热容项。冬季采暖工况下比较全玻璃管及U型管式全玻璃真空管型集热器组成的太阳能热水系统的热性能:集热器的出水温度、水泵的运行、有效集热量等,结果显示,在不考虑热容影响情况下,全玻璃管集热器系统的集热量、热效率稍大于U型管式系统。但考虑实际存在的管内容水热容的影响后,U型管式全玻璃真空管型集热器系统却明显大于全玻璃管真空管型集热器系统。通过不同气候条件下的4个典型地区的模拟结果显示,2种集热器集热系统,U型管式全玻璃真空管型集热系统有相对较高的集热效率。对于容水量差距较大的集热器,完全依靠集热器截距效率、热损失系数难以完全评判太阳能集热系统的有效集热能力。

全玻璃真空管型太阳热水器内流场的CFD模拟

全玻璃真空管型太阳热水器是技术相对成熟、应用最广的太阳能利用方式.通过对全玻璃真空管型太阳热水器内流场的计算流体力学模拟,研究了器内的对流换热过程,分析了真空管截面的流体流动速度分布,考察了真空管不同位置处的流体循环速度及箱体内水温对循环速度的影响.结果表明,随着流体温度的升高,器内出现随机的湍动涡流;涡流的存在将造成管内冷热流体的混和,对换热过程不利;在真空管内安置引流挡板将抑制流体的湍动,确保有序的热对流流动,提高对流换热效率.研究结果有助于剖析热水器内对流换热的机理,对技术革新提供参考.

全玻璃真空管型太阳热水器夜间热损试验分析

对于集热蓄热一体的全玻璃真空管型太阳热水器,夜间热损影响其连续稳定地为用户供能。为此,以一套30支规格为Φ58 mm×1800 mm的全玻璃真空管型太阳热水器为研究对象,试验研究了连续10 d内20:00—07:00热水器蓄热水箱和真空管内的温度变化,研究了蓄热水箱、真空管以及热水器的夜间热损,分析了蓄热水箱初始水温、真空管初始水温、环境温度、环境风速对热水器夜间热损的影响,通过多元线性回归分析得到了夜间热损的影响因素关系式,该式表明:在夜间平均环境温度为-5.5~14.6℃、平均环境风速为0.7~3.7 m/s的情况下,蓄热水箱初始水温每增加1℃,热水器夜间热损增加0.10 MJ;真空管初始水温每增加1℃,热水器夜间热损增加0.21 MJ;平均环境温度每增加1℃,热水器夜间热损减少0.16 MJ;平均环境风速每增加1 m/s,热水器夜间热损增加0.12 MJ。该式拟合优度R2为0.994,可有效预测每日太阳热水器的夜间热损。

广西地区集中式太阳能热水系统经济性分析

本文基于目前广西地区应用较广泛的平板型和全玻璃真空管型集中式太阳能热水系统,按现行国家标准进行设计和选型,以电热水器作为参照对象对比分析了两种太阳能热水系统的初投资、年运行费用和静态投资回收期等经济性指标。结果表明:在相同的设计年太阳能保证率下,全玻璃真空管太阳能热水系统全年集热效率略低于平板型太阳能热水系统,但其初投资与年运行费用均较低、静态投资回收期较短,具有很强的经济竞争力,值得大力推广应用。