热管式太阳能集热系统在郑州地区的供热特性研究

郑慧凡，田国记，李丹丹，黄晨茜，范晓伟

1 前言

我国是太阳能资源十分丰富的国家，三分之二的国土面积年日照量在2200 h以上，年辐射总量大约每年3340～8360 MJ/m2，相当于110～250 kg标准煤/m2。利用太阳能进行供热可以缓解日益紧张的能源危机，近年来，很多国内外学者对太阳能供热性能进行了大量研究，取得了许多卓有成效的研究成果。

国外Ayompe等对爱尔兰的柏林地区的热管式真空管太阳能集热装置进行了试验研究［1］；Hayek等在地中海地区建立了热管式真空管和全玻璃真空管太阳能集热器强制循环系统，并对2套系统进行了测试［2］；Budihardjo等通过试验得出系统组分的特性，并利用TRNSYS软件建立了预测真空管太阳能热水器的长期性能的数学模型［3］；Houri等在黎巴嫩对真空管太阳能集热器的热虹吸太阳能热水系统进行了热量测试［4］；Russo等分析了太阳能光伏与地源热泵联合供暖系统的寿命周期环境评价［5］；Busato等通过试验研究了太阳能辅助地源热泵系统在住宅或办公建筑中的运行性能，其系统供暖性能系数在3.0 以上［6］。

国内赵玉兰等对CPC热管式真空管太阳集热器进行了传热分析［7］；徐吉富等建立了二维数学模型，利用FLUENT软件模拟管内热量传递过程，并揭示其温度场和流场的分布规律［8］；肖红升等设计了一种新型的开放式热管真空管太阳高温集热器［9］；李宁等提出了适用于农牧区采暖的太阳能热泵采暖系统，分析了系统的经济效益、社会效益和环境效益［10］；周恩泽等设计建立了以热管式真空管太阳能热水器和水源热泵机组为热源的太阳能热泵地板辐射供暖系统试验台［11］。……