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平板式太阳能热水器能效评估与改进
潘涛 06300190041
陆尧杰 06300190019
数据分析部分
仪器图片
潘涛 设研3期末报告
数据采集卡
Tracer DAQ 数据记录软件
升温情况:
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11月29日 (实验时间:9:20-12:45 室温变化范围:—)
1号温度计
2号温度计
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:
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12月1日 (实验时间:10:00—13:00 室温变化范围: —)
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。
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集热器效率:
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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 。
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η = 用于加热水所获得的热量/太阳辐射总能量
即η = [Cw×ρw×V×ΔT ]/[∑ S×SR(t)×⊿t]
上式中,Cw为水的比热容[×103 J/(kg×C°)],ρw为水的密度(×103 kg/m3),V为水箱中水的体积,ΔT= 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)。
照度计记录的数据为太阳的照度,单位为fc(1 fc = Lux), 经查询(-)得到对于太阳光,1 Lux = ppf (ppf 即µmol· m-2 ·s-1) 又查得(《太阳辐射能的测量与标准》,王炳忠,科学出版社1988,p4, )各光谱段太阳辐射照度分布状况(此表为地外情况,近似认为地面接受情况与此相同)如下:
通过计算可以得出,对于太阳光,×105 J的能量
因此可以将照度(fc)与辐射功率密度(w/m2)联系起来。
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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
效率:
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未加入散热补偿
加入散热补偿