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双通管式太阳能风水转换系统及其效果分析

时间：2023年05月13日点击次数：次

双通管式太阳能风水转换系统及其效果分析

全玻璃太阳能双通管是两端开口的太阳能真空管。该产品的出现颠覆了很多领域太阳能的应用模式，通过该产品可很容易获得太阳能热风，也可做成防冻的太阳能热水系统。

为测试太阳能风水转换系统的效率，德州旭能新能源科技有限公司安装了一套以太阳能双通管为集热部件的防冻太阳能热水系统，读取运行数据，分析效果。

一、系统工作原理：

该系统的工作原理是用风机驱动空气进入双通式太阳能集热器内部加热，加热后的空气通过风水换热器将热量传递给水，将热量以热水的形式储存到水箱中。热风中剩余的热量再进入双通式太阳能集热器循环使用。其工作原理图如下：

该系统可以加热热水，也可以直接吹热风，给洗澡间室内加热：

1、加热热水状态：

此时风阀J1打开，风阀J2和J3关闭，热风直接经过风水换热器将热量储存到水箱中。

2、热风直吹洗澡间状态

此状态下风阀J1关闭，风阀J2和J3打开，风机自室内引风，加热后直接吹回到室内。

二、系统主要配件选型

系统实景图：

1、双通管的选择

该系统选用双通管为德州旭能新能源科技有限公司研发的专利产品-大口径全玻璃双通管，该双通管具备两端直通、孔径大、传热效率高、防冻等优势。

2、联箱的选择

该系统所用联箱为风系统专用联箱，与普通联箱相比具备大口径、耐高温、流量大的特点。

3、风机的选择

系统所选用风机为耐高温中压风机，具备风压高、耐高温等特点。

4、风水换热器的选择

系统所用风水换热器为铜管+铝翅片结构，换热效率高，占地面积小。

三、测试数据

1、数据的采集

系统运行初数据：

系统运行中数据：

系统运行结束数据：

7月10日太阳辐照度数据：

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

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

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

经测算，当天德州太阳福照量为16.76 MJ/M²

集热器轮廓面积：

水温风温变化趋势图

2、数据分析

7月10日太阳能风水转换测试数据
测试日期	2021/7/10	当天太阳辐照量	16.76 MJ/M²
水箱中的水量	893L	太阳能集热器轮廓面积	14.57 M²
水箱初始温度	39℃	水箱终止温度	69℃
系统温升	30℃	系统获得总热量	112.52MJ
该系统效率（轮廓）	46.10%	日有用得热量q₁₇	7.8MJ/M²

说明：

2.1、经过风水换热器换热后的风温只比水箱温度高2℃左右，热风中热量被充分吸收，该系统所选用换热器换热效率很高。

2.2、在GB/T 20095-2006国标中，要求太阳能间接系统的有用得热量q₁₇达到6.3MJ/M²即为合格。该风水转换系统实测数据为7.8 MJ/M，比国标要求的最低值高出23.8%。

2.3、该太阳能系统效率达到46.1%，优于很多直接加热的系统。

五、应用场景及特点

该防冻太阳能热水系统由太阳能双通管组成，该系统可广泛应用于我国北方的太阳能热水和太阳能采暖之中，其具备以下优势：

1、不会泄漏。真空管内不走水，没有跑冒滴漏的现象。

2、不怕炸管。即便真空管有炸管，系统照样可以运行，只是功率略有降低。

3、不怕低温。室外系统可均设置为走风的系统，室外无水，不怕低温。

4、不怕高温。防冻液系统在夏季容易出现过热现象。该系统以空气为介质，不怕高温导致的系统过热。

5、双通管系统换热效率高。

6、同一个系统可出热风，可出热水，满足客户个性化需求。

德州旭能新能源科技有限公司

2021-7-12

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