熱管式太陽能熱水器的熱力學計算及性能分析

摘 要：隨著社會的進步，生活水平的提高，人們對能源的需求越來越大。而由化石能源所產生的環境污染也越來越嚴重。年初的霧霾就揭示了這個問題。因此，尋求清潔的，可再生能源已是當務之急。太陽能的利用是解決此問題的方法之一。目前廣泛采用真空管式太陽能熱水器獲取熱水，但是由于自身的特點，此種方法熱轉換率較低。若利用熱管取代真空管，從理論及實驗對比上都證明，太陽能的熱轉換率還可以再提高5%左右，文章主要從熱力學原理上來計算兩種集熱管的熱轉換率，證明真空管太陽能熱水器的優勢，以便推廣利用。

關鍵詞：真空管；熱管；太陽能熱水器；熱力學

1 集熱管的類型及其結構

1.1 真空式玻璃集熱管

2 兩種集熱管的熱力學性能分析

2.1 熱轉換率分析

因為兩種集熱管使用同樣的吸熱材料，當兩者直徑相同時，所吸收的太陽能當量也是一樣的。因此，兩者表層在吸收熱量上的熱轉換率是一樣的。

2.2 熱損失分析對比

2.2.1 對流損失

真空管和熱管都可以采取內外管套裝型式（如圖1，圖2所示），使內管的熱量基本無對流損失，因此，此種損失可以降到很小，可以忽略不計。

2.2.2 輻射損失分析及計算公式（略去推導過程）

參考文獻

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