熱管式太陽(yáng)能集熱系統(tǒng)在鄭州地區(qū)的供熱特性研究

鄭慧凡，田國(guó)記，李丹丹，黃晨茜，范曉偉

1 前言

我國(guó)是太陽(yáng)能資源十分豐富的國(guó)家，三分之二的國(guó)土面積年日照量在2200 h以上，年輻射總量大約每年3340～8360 MJ/m2，相當(dāng)于110～250 kg標(biāo)準(zhǔn)煤/m2。利用太陽(yáng)能進(jìn)行供熱可以緩解日益緊張的能源危機(jī)，近年來(lái)，很多國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)太陽(yáng)能供熱性能進(jìn)行了大量研究，取得了許多卓有成效的研究成果。

國(guó)外Ayompe等對(duì)愛(ài)爾蘭的柏林地區(qū)的熱管式真空管太陽(yáng)能集熱裝置進(jìn)行了試驗(yàn)研究［1］；Hayek等在地中海地區(qū)建立了熱管式真空管和全玻璃真空管太陽(yáng)能集熱器強(qiáng)制循環(huán)系統(tǒng)，并對(duì)2套系統(tǒng)進(jìn)行了測(cè)試［2］；Budihardjo等通過(guò)試驗(yàn)得出系統(tǒng)組分的特性，并利用TRNSYS軟件建立了預(yù)測(cè)真空管太陽(yáng)能熱水器的長(zhǎng)期性能的數(shù)學(xué)模型［3］；Houri等在黎巴嫩對(duì)真空管太陽(yáng)能集熱器的熱虹吸太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)進(jìn)行了熱量測(cè)試［4］；Russo等分析了太陽(yáng)能光伏與地源熱泵聯(lián)合供暖系統(tǒng)的壽命周期環(huán)境評(píng)價(jià)［5］；Busato等通過(guò)試驗(yàn)研究了太陽(yáng)能輔助地源熱泵系統(tǒng)在住宅或辦公建筑中的運(yùn)行性能，其系統(tǒng)供暖性能系數(shù)在3.0 以上［6］。

國(guó)內(nèi)趙玉蘭等對(duì)CPC熱管式真空管太陽(yáng)集熱器進(jìn)行了傳熱分析［7］；徐吉富等建立了二維數(shù)學(xué)模型，利用FLUENT軟件模擬管內(nèi)熱量傳遞過(guò)程，并揭示其溫度場(chǎng)和流場(chǎng)的分布規(guī)律［8］；肖紅升等設(shè)計(jì)了一種新型的開(kāi)放式熱管真空管太陽(yáng)高溫集熱器［9］；李寧等提出了適用于農(nóng)牧區(qū)采暖的太陽(yáng)能熱泵采暖系統(tǒng)，分析了系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和環(huán)境效益［10］；周恩澤等設(shè)計(jì)建立了以熱管式真空管太陽(yáng)能熱水器和水源熱泵機(jī)組為熱源的太陽(yáng)能熱泵地板輻射供暖系統(tǒng)試驗(yàn)臺(tái)［11］?！?br>