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雙通管式太陽能風水轉換系統及其效果分析

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雙通管式太陽能風水轉換系統及其效果分析

全玻璃太陽能雙通管是兩端開口的太陽能真空管。該產品的出現顛覆了很多領域太陽能的應用模式，通過該產品可很容易獲得太陽能熱風，也可做成防凍的太陽能熱水系統。

為測試太陽能風水轉換系統的效率，德州旭能新能源科技有限公司安裝了一套以太陽能雙通管為集熱部件的防凍太陽能熱水系統，讀取運行數據，分析效果。

一、系統工作原理：

該系統的工作原理是用風機驅動空氣進入雙通式太陽能集熱器內部加熱，加熱后的空氣通過風水換熱器將熱量傳遞給水，將熱量以熱水的形式儲存到水箱中。熱風中剩余的熱量再進入雙通式太陽能集熱器循環使用。其工作原理圖如下：

該系統可以加熱熱水，也可以直接吹熱風，給洗澡間室內加熱：

1、加熱熱水狀態：

此時風閥J1打開，風閥J2和J3關閉，熱風直接經過風水換熱器將熱量儲存到水箱中。

2、熱風直吹洗澡間狀態

此狀態下風閥J1關閉，風閥J2和J3打開，風機自室內引風，加熱后直接吹回到室內。

二、系統主要配件選型

系統實景圖：

1、雙通管的選擇

該系統選用雙通管為德州旭能新能源科技有限公司研發的專利產品-大口徑全玻璃雙通管，該雙通管具備兩端直通、孔徑大、傳熱效率高、防凍等優勢。

2、聯箱的選擇

該系統所用聯箱為風系統專用聯箱，與普通聯箱相比具備大口徑、耐高溫、流量大的特點。

3、風機的選擇

系統所選用風機為耐高溫中壓風機，具備風壓高、耐高溫等特點。

4、風水換熱器的選擇

系統所用風水換熱器為銅管+鋁翅片結構，換熱效率高，占地面積小。

三、測試數據

1、數據的采集

系統運行初數據：

系統運行中數據：

系統運行結束數據：

7月10日太陽輻照度數據：

日期	風速	輻照（W/M2)
2021年07月10日08時08分00秒	0.78	314.49
2021年07月10日08時08分40秒	0.47	301.02
2021年07月10日08時09分20秒	0.24	326.29
2021年07月10日08時10分00秒	0.72	329.66
2021年07月10日08時10分40秒	0.65	329.79
2021年07月10日08時11分20秒	0.51	257.23
2021年07月10日08時12分00秒	0.73	280.29
2021年07月10日08時12分40秒	0.36	233.42
2021年07月10日08時13分20秒	0.47	257.13

2021年07月10日12時00分00秒	2.02	296.73
2021年07月10日12時00分40秒	1.04	296.77
2021年07月10日12時01分20秒	0.63	299.43
2021年07月10日12時02分00秒	0.56	304.61
2021年07月10日12時02分40秒	0.76	322.46
2021年07月10日12時03分20秒	1.19	356.50
2021年07月10日12時04分00秒	2.10	365.42
2021年07月10日12時04分40秒	2.31	462.25
2021年07月10日12時05分20秒	1.24	429.70
2021年07月10日12時06分00秒	1.22	679.96
2021年07月10日12時06分40秒	0.94	778.09
2021年07月10日12時07分20秒	0.76	850.01
2021年07月10日12時08分00秒	0.68	845.23
2021年07月10日12時08分40秒	1.87	852.41
2021年07月10日12時09分20秒	0.98	849.92
2021年07月10日12時10分00秒	0.17	541.92
2021年07月10日12時10分40秒	0.84	622.86

2021年07月10日16時00分40秒	1.84	339.01
2021年07月10日16時01分20秒	1.49	317.91
2021年07月10日16時02分00秒	2.22	246.96
2021年07月10日16時02分40秒	1.02	268.40
2021年07月10日16時03分20秒	0.92	238.10
2021年07月10日16時04分00秒	1.01	250.31
2021年07月10日16時04分40秒	1.51	257.63
2021年07月10日16時05分20秒	1.15	254.83
2021年07月10日16時06分00秒	1.07	286.88
2021年07月10日16時06分40秒	0.52	262.55

經測算，當天德州太陽福照量為16.76 MJ/M²

集熱器輪廓面積：

水溫風溫變化趨勢圖

2、數據分析

7月10日太陽能風水轉換測試數據
測試日期	2021/7/10	當天太陽輻照量	16.76 MJ/M²
水箱中的水量	893L	太陽能集熱器輪廓面積	14.57 M²
水箱初始溫度	39℃	水箱終止溫度	69℃
系統溫升	30℃	系統獲得總熱量	112.52MJ
該系統效率（輪廓）	46.10%	日有用得熱量q₁₇	7.8MJ/M²

說明：

2.1、經過風水換熱器換熱后的風溫只比水箱溫度高2℃左右，熱風中熱量被充分吸收，該系統所選用換熱器換熱效率很高。

2.2、在GB/T 20095-2006國標中，要求太陽能間接系統的有用得熱量q₁₇達到6.3MJ/M²即為合格。該風水轉換系統實測數據為7.8 MJ/M，比國標要求的最低值高出23.8%。

2.3、該太陽能系統效率達到46.1%，優于很多直接加熱的系統。

五、應用場景及特點

該防凍太陽能熱水系統由太陽能雙通管組成，該系統可廣泛應用于我國北方的太陽能熱水和太陽能采暖之中，其具備以下優勢：

1、不會泄漏。真空管內不走水，沒有跑冒滴漏的現象。

2、不怕炸管。即便真空管有炸管，系統照樣可以運行，只是功率略有降低。

3、不怕低溫。室外系統可均設置為走風的系統，室外無水，不怕低溫。

4、不怕高溫。防凍液系統在夏季容易出現過熱現象。該系統以空氣為介質，不怕高溫導致的系統過熱。

5、雙通管系統換熱效率高。

6、同一個系統可出熱風，可出熱水，滿足客戶個性化需求。

德州旭能新能源科技有限公司

2021-7-12

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雙通管式太陽能風水轉換系統及其效果分析