平板式太阳能热水器能效评估与改进.ppt

平板式太阳能热水器能效评估与改进 数据分析部分 潘涛06300190041陆尧杰06300190019 潘涛2008 12 23设研3期末报告 仪器图片 数据采集卡 TracerDAQ数据记录软件 潘涛2008 12 23设研3期末报告 升温情况 11月29日 实验时间 9 20 12 45室温变化范围 15 6 19 0 1号温度计 2号温度计 潘涛2008 12 23设研3期末报告 12月1日 实验时间 10 00 13 00室温变化范围 15 9 20 0 1号温度计 2号温度计 从以上曲线可以看出 2只温度计测量的温度上升变化基本一致 然而两只温度计测量温度的差值却是时刻在变化 潘涛2008 12 23设研3期末报告 两只温度计差值 11月29日 2号温度计与1号差值 12月1日 1号温度计与2号温度计 从这两张温差曲线可以看出 2只温度计的差值在逐渐缩小 水箱中水的温度分布逐渐趋于均匀 潘涛2008 12 23设研3期末报告 集热器效率 考虑到水箱自身的散热 故在计算平板集热器的效率应进行水箱散热的补偿 具体方法为 遮盖平板 测量水箱中水温的变化 并区分关闭循环和不关闭循环两种降温方式 得出水箱中水的散热曲线和散热速率 并在相应温度段 加入损失的热量 例如 当温度从t1上升为t2 时间间隔为5分钟 时 观察冷却曲线 发现相应在t2温度 或者一个最接近t2的温度点 之后的5分钟内 温度下降为t3 则实际的升温计为t2 t1 t2 t3 潘涛2008 12 23设研3期末报告 计算 设SR为太阳辐射量 SR SR t SR的单位是w m2 温度为T t T为两点温度的算术平均值 效率 用于加热水所获得的热量 太阳辐射总能量即 Cw w V T S SR t t 上式中 Cw为水的比热容 4 2 103J kg C w为水的密度 1 0 103kg m3 V为水箱中水的体积 T T t2 T t1 S是平板集热器的表面积 t是照度计采集数据的时间间隔 2s 潘涛2008 12 23设研3期末报告 照度计记录的数据为太阳的照度 单位为fc 1fc 10 76Lux 经查询 http www apogee 通过计算可以得出 对于太阳光 平均每摩尔光子含有1 56 105J的能量因此可以将照度 fc 与辐射功率密度 w m2 联系起来 潘涛2008 12 23设研3期末报告 11月29日 水箱散热曲线 未关闭循环 1号温度计冷却 2号温度计冷却 潘涛2008 12 23设研3期末报告 效率 未加入散热补偿 加入散热补偿 潘涛2008 12 23设研3期末报告 12月1日 水箱散热曲线 关闭循环 1号温度计冷却 2号温度计冷却 潘涛2008 12 23设研3期末报告 效率 未考虑散热补偿 考虑散热补偿 潘涛2008 12 23设研3期末报告 数据分析 实验数据的最大缺陷是在计算平板集热器效率时出现大于100 的情况 这是因为在水箱升温时缺少搅拌 使得水箱局部升温过快 而其他部分升温不明显 从而使水箱温度不均匀 但是在效率分布图中 温度大于50度的部分比较符合实际 因为此时水箱中的温度分布趋于均匀 这一点可以从2支温度计的温差曲线中得到证实 当室外温度比较低时 水箱自身的散热很明显 这可以从11月29日的效率分布图中可以得出 在温度大于50度的部分出现效率为负的情况 未考虑散热损失 潘涛2008 12 23设研3期末报告 通过对散热曲线的拟和 用5次多项式拟和 参数误差最大为1 基本符合要求 并求导得出散热速率 再分别将打开循环和关闭循环两者的结果 需取绝对值后 因为散热曲线的斜率为负 相减