Shandong Xuneng New Energy Technology Co., Ltd.
山東旭能新能源科技股份有限公司
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雙通管式太陽能風(fēng)水轉(zhuǎn)換系統(tǒng)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(chǎn)品的出現(xiàn)顛覆了很多領(lǐng)域太陽能的應(yīng)用模式，通過該產(chǎn)品可很容易獲得太陽能熱風(fēng)，也可做成防凍的太陽能熱水系統(tǒng)。
為測試太陽能風(fēng)水轉(zhuǎn)換系統(tǒng)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(tǒng)，讀取運(yùn)行數(shù)據(jù)，分析效果。
一、系統(tǒng)工作原理：
該系統(tǒng)的工作原理是用風(fēng)機(jī)驅(qū)動空氣進(jìn)入雙通式太陽能集熱器內(nèi)部加熱，加熱后的空氣通過風(fēng)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(fēng)中剩余的熱量再進(jìn)入雙通式太陽能集熱器循環(huán)使用。其工作原理圖如下：
該系統(tǒng)可以加熱熱水，也可以直接吹熱風(fēng)，給洗澡間室內(nèi)加熱：
1、加熱熱水狀態(tài)：
此時風(fēng)閥J1打開，風(fēng)閥J2和J3關(guān)閉，熱風(fēng)直接經(jīng)過風(fēng)水換熱器將熱量儲存到水箱中。
2、熱風(fēng)直吹洗澡間狀態(tài)
此狀態(tài)下風(fēng)閥J1關(guān)閉，風(fēng)閥J2和J3打開，風(fēng)機(jī)自室內(nèi)引風(fēng)，加熱后直接吹回到室內(nèi)。
二、系統(tǒng)主要配件選型
系統(tǒng)實景圖：
1、雙通管的選擇
該系統(tǒng)選用雙通管為德州旭能新能源科技有限公司研發(fā)的專利產(chǎn)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(yōu)勢。
2、聯(lián)箱的選擇
該系統(tǒng)所用聯(lián)箱為風(fēng)系統(tǒng)專用聯(lián)箱，與普通聯(lián)箱相比具備大口徑、耐高溫、流量大的特點。
3、風(fēng)機(jī)的選擇
系統(tǒng)所選用風(fēng)機(jī)為耐高溫中壓風(fēng)機(jī)，具備風(fēng)壓高、耐高溫等特點。
4、風(fēng)水換熱器的選擇
系統(tǒng)所用風(fēng)水換熱器為銅管+鋁翅片結(jié)構(gòu)，換熱效率高，占地面積小。
三、測試數(shù)據(jù)
1、數(shù)據(jù)的采集
系統(tǒng)運(yùn)行初數(shù)據(jù)：
系統(tǒng)運(yùn)行中數(shù)據(jù)：
系統(tǒng)運(yùn)行結(jié)束數(shù)據(jù)：
7月10日太陽輻照度數(shù)據(jù)：
日期 | 風(fēng)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(jīng)測算，當(dāng)天德州太陽福照量為16.76 MJ/M2
集熱器輪廓面積：
水溫風(fēng)溫變化趨勢圖
2、數(shù)據(jù)分析
7月10日太陽能風(fēng)水轉(zhuǎn)換測試數(shù)據(jù) | |||
測試日期 | 2021/7/10 | 當(dāng)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(tǒng)溫升 | 30℃ | 系統(tǒng)獲得總熱量 | 112.52MJ |
該系統(tǒng)效率（輪廓） | 46.10% | 日有用得熱量q17 | 7.8MJ/M2 |
說明：
2.1、經(jīng)過風(fēng)水換熱器換熱后的風(fēng)溫只比水箱溫度高2℃左右，熱風(fēng)中熱量被充分吸收，該系統(tǒng)所選用換熱器換熱效率很高。
2.2、在GB/T 20095-2006國標(biāo)中，要求太陽能間接系統(tǒng)的有用得熱量q17達(dá)到6.3MJ/M2即為合格。該風(fēng)水轉(zhuǎn)換系統(tǒng)實測數(shù)據(jù)為7.8 MJ/M，比國標(biāo)要求的最低值高出23.8%。
2.3、該太陽能系統(tǒng)效率達(dá)到46.1%，優(yōu)于很多直接加熱的系統(tǒng)。
五、應(yīng)用場景及特點
該防凍太陽能熱水系統(tǒng)由太陽能雙通管組成，該系統(tǒng)可廣泛應(yīng)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(yōu)勢：
1、不會泄漏。真空管內(nèi)不走水，沒有跑冒滴漏的現(xiàn)象。
2、不怕炸管。即便真空管有炸管，系統(tǒng)照樣可以運(yùn)行，只是功率略有降低。
3、不怕低溫。室外系統(tǒng)可均設(shè)置為走風(fēng)的系統(tǒng)，室外無水，不怕低溫。
4、不怕高溫。防凍液系統(tǒng)在夏季容易出現(xiàn)過熱現(xiàn)象。該系統(tǒng)以空氣為介質(zhì)，不怕高溫導(dǎo)致的系統(tǒng)過熱。
5、雙通管系統(tǒng)換熱效率高。
6、同一個系統(tǒng)可出熱風(fēng)，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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