PDF《一种利用太阳能提升温室灌溉用井水温度 装置的设计与试验》

1 . 2m*

2 . 4m , 边框采用导热 率较低的木框(

4 ) 制作, 可减少装置的重量并降低热量散失. 集热器内部管路选用直径为

1 9m m的铜管, 安装时沿蛇形分 布, 以增大集热面积, 延长井水流经时间, 达到更好的吸热和提 温效果.为提高装置的热利用率, 防止热量散失, 选用耐高温 的岩棉材料对集热器的内部进行隔热填充, 填实至岩棉质地相 对密实.该方法可克服仅仅使用苯板的缺陷, 并使集热器背面 传热系数由

0 . 8W/ ( m

2 ・℃) 下降为

0 .

5 7W/ ( m

2 ・℃) , 明显 减小了集热器的热量散失, 提高了集热器的热效率( 图1).1.2太阳能集热器的底架装置结构和设计 乌鲁木齐位于

8 7 °

3 6 ″ E ,

4 3 °

4 6 ″ N [

1 3 ] , 需根据当地太阳能 集热器的安装倾角, 选择合适的位置正确安装太阳能集热 器[

1 4 -

1 5 ] .经计算冬季太阳直射角约为

1 5 ° , 为了最大限度利 用太阳能, 设计决定将集热器的工作仰角初步定为

7 5 ° , 并使 集热器的方位能够随着太阳方位的改变而进行调整, 同时便 于移动.因此, 设计一种专用的底架装置( 图2),该装置使用

4 0m m*

4 0m m*

2 . 5m m的矩形方钢焊合而成, 斜杆与下部 方框采用螺栓连接, 底架与集热器采用螺钉连接, 便于拆卸. 集热器固定在斜杆上, 与下方框架的夹角为

7 5 ° , 并在底架下 方安装 4个万向轮, 不仅可方便装置的移动, 同时利于集热器 方位的调节.

1 .

3 温室灌溉用井水太阳能增温装置的设计 设计的新疆温室大棚用太阳能井水增温装置, 由太阳能 集热器和集热器底架装置 2个部分构成.研制 2种集热方 案, 1种为单个集热器集热方案,另 1种将 2个集热器串联起 来使用.当 2个集热器串联使用安装时, 将上、 下集热器都安 放在底架上, 并在下集热器的进水口、 2个集热器的连接处、 上集热器的出水口设置测温点( 图3).装置工作时, 井水通 过水泵由下集热器的左下角流入, 并最终由上集热器的右上 角流出.这种安装方法有利于排除管路中的空气, 以达到管 内完全充水的状态.集热器底架可随着太阳方位角的变化而 进行人工调节, 以保证阳光垂直照射在集热器上, 达到最大限 度利用太阳辐射能的目的.

1 .

4 试验方案的确定 试验采用 2个集热器串联方式的装置, 上下集热器间距 设为

5 5m m , 中间测温点测量下集热器出水口的水温, 上集热 器的出水口测温点可测量 2个集热器同时使用时增温效果. 试验地点选定在乌鲁木齐市水西沟德力森蔬菜园, 将太阳能 井水增温装置放置在温室内部, 集热器的吸热面朝南, 并实时 根据太阳方位的变化调整其角度.采用试验设备主要包括 T R -5 2温度记录仪;

L X S R -2 5型水表,最小流量0.14m

3 / h ;

量程为

6 0k g 、 精度为 1g 的电子称. 试验时间分别选择乌鲁木齐的冬季及初春季节.冬季试 验选择在

1 2 :

2 0 ―1

5 :

1 0 , 此时乌鲁木齐气温较高, 适合温室 大棚灌溉.初春试验选择在

1 2 :

0 0 ―1

6 :

0 0 .试验时设定

3 种不同进水量: L

1 为172.4k g / h , L

2 为347.4k g / h , L

3 为553.3k g / h .根据试验结果确定装置的最佳进水量, 然后以 最佳进水量对装置进行不同季节的试验.温度记录仪实时记 录水温变化, 试验人员每隔 3m i n 分别记录进口测温点、 中间 测温点、 出口测温点的水温.太阳能井水增温装置试验实景 见图