熱管式太陽能集熱系統在鄭州地區的供熱特性研究

鄭慧凡，田國記，李丹丹，黃晨茜，范曉偉

1 前言

我國是太陽能資源十分豐富的國家，三分之二的國土面積年日照量在2200 h以上，年輻射總量大約每年3340～8360 MJ/m2，相當于110～250 kg標準煤/m2。利用太陽能進行供熱可以緩解日益緊張的能源危機，近年來，很多國內外學者對太陽能供熱性能進行了大量研究，取得了許多卓有成效的研究成果。

國外Ayompe等對愛爾蘭的柏林地區的熱管式真空管太陽能集熱裝置進行了試驗研究［1］；Hayek等在地中海地區建立了熱管式真空管和全玻璃真空管太陽能集熱器強制循環系統，并對2套系統進行了測試［2］；Budihardjo等通過試驗得出系統組分的特性，并利用TRNSYS軟件建立了預測真空管太陽能熱水器的長期性能的數學模型［3］；Houri等在黎巴嫩對真空管太陽能集熱器的熱虹吸太陽能熱水系統進行了熱量測試［4］；Russo等分析了太陽能光伏與地源熱泵聯合供暖系統的壽命周期環境評價［5］；Busato等通過試驗研究了太陽能輔助地源熱泵系統在住宅或辦公建筑中的運行性能，其系統供暖性能系數在3.0 以上［6］。

國內趙玉蘭等對CPC熱管式真空管太陽集熱器進行了傳熱分析［7］；徐吉富等建立了二維數學模型，利用FLUENT軟件模擬管內熱量傳遞過程，并揭示其溫度場和流場的分布規律［8］；肖紅升等設計了一種新型的開放式熱管真空管太陽高溫集熱器［9］；李寧等提出了適用于農牧區采暖的太陽能熱泵采暖系統，分析了系統的經濟效益、社會效益和環境效益［10］；周恩澤等設計建立了以熱管式真空管太陽能熱水器和水源熱泵機組為熱源的太陽能熱泵地板輻射供暖系統試驗臺［11］。……