东北农村冬季太阳能导热油取暖装置研究任务书

 2021-08-27 10:08

1. 毕业设计(论文)主要内容:

太阳能对导热油的加热可以借鉴真空管式太阳能热水器,即将热水器真空管内的介质水换成导热油。屋顶加热后温度较高的导热油循环至真空保温的储油罐进行热量储存,当热量超过取暖所需热量时起动淡水换热器,一方面可以防止导热油温度过高;另一方面充分利用导热油富余的能量给淡水加热以供用户使用。当需要进行室内取暖时,打开室内旁通阀,借助导热油循环泵将储油罐里面的高温导热油循环至室内的换热油汀。

一个控制系统包括软件、硬件和控制算法,控制系统设计主要是人工成本,在实际的产品中控制器的成本是比较低的,所以一旦控制系统在取暖装置中能够正常运行,就基本不会增加整个初装费用。控制有多种方法,包括双位控制或逻辑关系控制;定值的闭环控制。本装置对导热油温度的控制可采用简单的双位控制,这主要是控制冬季环境温度较低时当油温下降到取暖温度下限值时起动电加热。油温控制可以通过两种方式来实现,一种是用温度传感器测量油汀取暖片内的油温,根据人感知的舒适程度设定油温的参数区间;另一种是测量室内的环境温度并设定室内温度区间来决定是否启动导热油循环泵,以便将蓄热器中的高温导热油循环到油汀取暖片。

2. 毕业设计(论文)主要任务及要求

(1)真空管式太阳能集热器选择:通过对真空管式集热器的结构、光学原理和热力学原理进行分析,建立太阳能辐射强度的数学模型,对真空管式太阳能集热器的温度、能量效率和热损失等参数进行计算。初步可用每m2面积真空管的吸热功率为800W来估算,真空管两端用可伐合金密封。

(2)真空蓄热器(储油罐)的选择:真空蓄热器采用热水瓶式夹层结构,夹层中间为真空以保持导热油的热量不流失。设计方面包括箱体材料的选择,依据所需要热量和热损失进行的蓄热器容积的计算,同时还要考虑蓄热器的安装位置尽可能靠近室内取暖地点以减少循环管路的长度,真空蓄热器考虑到导热油温度升高后的膨胀,可以在油的液面上面留有充满氮气的空间。

(3)导热油循环泵的选择:白天或者平时不用取暖时循环泵需要将被太阳能加热过后的真空管内的导热油循环到真空蓄热油箱储存热量,取暖时开通室内旁通阀,将蓄热器的高温导热油循环到油汀取暖片。为此,循环泵应满足以上功率和扬程的要求,依据东北农村住房的特点和循环的导热油量,选用5m扬程,200W功率的循环泵能满足要求。

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3. 毕业设计(论文)完成任务的计划与安排

1.查阅文献资料并完成开题报告 2017年3月15日前;

2.真空管式太阳能集热器、真空蓄热器、导热油循环泵的选型及计算 2017年4月15日前;

3.室内取暖片温度的控制系统设计 2017年5月5日前;

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4. 主要参考文献

1中华人民共和国科学技术部.关于印发太阳能发电科技发展“十二五”专项规划的通知[Ⅱy0L].(2012—04—24)[z00z一04—153.http..//wⅣw.gov.cn/zwgk/2012—04/24/content一2121638.him2李石栋,张仁元,李风,等.储热材料在聚光太阳能热发电中的研究进展I-j].材料导报:综述篇,2010,24(11):513赵玉贞,赵小艳.合成导热油的发展及应用I-J].合成润滑材料,2010,37(4):194唐琼英,柯友胜.导热油特性及使用中若干问题的分析EJ].工业加热,2007,36(4):605高占华.有机热载体炉介质的选择l-J].品牌与标准化,2012(8):616 Khullar V,Tyagi H,Phelan P E,et aL Solar energy harvestingusing nanofluids-based concentrating solar collector[J-].J Nanotechn Eng Med,2013,3(3):0310037屈晶苗,洪若瑜.高稳定性导热油基磁性流体的制备EJ].材料导报:研究篇,2010,24(11):998倪杨.纳米强化传热导热油的制备研究[D].南京:南京理工大学,20089陈观生,李文丰,杜文杰,等.大温差管内对流换热实验研究I-J-].广东工业大学学报,2012,29(3):9210李倩侠.导热油在不同翅片参数花瓣管外螺旋流动的传热强化研究[D].广州:华南理工大学,2005ii Mawire A,McPherson M,van den Heetkamp R R J.Thermalperformance of a small oil-in-glass tube thermal energystorage system during charging[J].Energy,2009,34:83812杨小平,杨晓西,丁静,等.混凝土蓄热装置传热研究I-j].东莞理工学院学报,2012,19(1):7013姜韬,邓丽娟,李云飞.导热油炉油垢的形成原因与清洗方法i-J-].木材工业,2011,25(3):4914唐千喻,王华,王辉涛,等.Therminol VP-1导热油平板太阳能集热器的热工性能测试实验[J].工业加热,2011,40(2):3515霍志臣,罗振涛.中国太阳能热利用2011年度发展研究报告(上)l-JJ.太阳能,2012(1):616张晓晨,帅永,谈和平.超环面-CPC组合系统的太阳能聚集特性分析I-J].太阳能学报,2011,32(2):23517高宏宇,王辉涛,王华,等.复合抛物面太阳能集热器热性能分析EJ-1.动力工程学报,2012,32(6):47618王俊,王军,李开创,等.新V型内聚光CPC热管式真空管集热器的热性能EJ].电力与能源,2012,33(6):57719 Pedro Horta,Henriques J C C,Manuel Collares Pereir丑Im—pact of different internal convection control strategies in anon-evacuated CPC collector performance[J].Solar Energy,2012,86:123220 Ajitkumar S Gudekar,Atul S Jadhav,Sudhir V Panse,et a1.Cost effective design of compound parabolic collector forsteam generation[:J].Solar Energy,2013,90:43

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