纳米流体太阳集热器的光热性能研究

采用直流碳弧法制备了平均粒径为25nm的碳包铜纳米颗粒,包覆的碳层有效避免了周围环境对铜纳米粒子的影响.采用超声波振荡和添加分散剂的方法,将碳包铜纳米颗粒均匀稳定的分散在体积比为1:1的乙二醇水溶液中,获得了用于直接吸收式太阳集热器的循环工质-碳包铜纳米流体.通过闷晒实验,研究了碳包铜纳米流体的光热转换性能;通过对集热器热效率的测试,研究了碳包铜纳米流体太阳集热器的热性能,结果表明:添加纳米颗粒后,碳包铜纳米流体的光热转换性能明显优于基液和涂有黑漆的铜管表面.直接吸收式的碳包铜纳米流体太阳集热器显著提高了集热器的集热效率,实验中的最高集热效率可达74.688%,比传统平板型集热器的集热效率提高了近10%.     

纳米流体为工质的直吸式太阳集热器性能研究

搭建具有自动跟踪功能的直吸式太阳集热器实验系统,以Ti N-EG纳米流体为工质,采用菲涅尔透镜将太阳光聚焦到集热管上,集热管采用双层真空管。测量不同流量、辐照度时集热管内部及进出口处的流体温度;使用CFD软件得出集热管内的温度分布。通过分析管内的温度分布、进出口温差及集热器的热效率,对集热器的工作性能进行评价。结果表明:数值模拟与实验结果较吻合,集热器的热效率可达70%以上,出口处工质温度达到120℃以上,该集热器可工作于中温区域。     

双层中空玻璃盖板太阳能平板集热器集热性能实验测试研究

文章提出了一种采用双层中空玻璃盖板且吸热板表面镀有蓝钛膜的太阳能平板集热器,并在不同的工质流量和进口温度条件下对该集热器的集热性能进行实验测试,得到该集热器的瞬时集热效率曲线。研究结果表明,该集热器的集热效率曲线截距为0.83,热损系数为3.1 W/(m~2·K),该集热器的集热性能明显优于其他结构的平板集热器。此外,文章建立了该集热器的数学模型,得到该集热器的总热损系数和热迁移因子的数学表达式。     

基于TiN-EG纳米流体的直接吸收式太阳集热系统性能实验研究

采用两步法制备稳定性较好的TiN-EG纳米流体。对该流体进行辐射特性实验研究,测量纳米流体的半球透射率及反射率,计算得出其吸收率参数,并计算纳米流体对太阳辐射的吸收率。进行光学性能分析后,筛选出合适质量分数的纳米流体,通过自搭建的直接吸收式太阳集热系统,分流量对其性能进行验证,加入菲涅耳透镜聚光使流体出口温度达到中温水平。结果表明,太阳辐照度是系统温升直接影响因素,温度变化响应时间短;且太阳辐照度变化不大时,流体出口温升随着流量的降低而大幅攀升。同时系统连续运行5 h无异常,说明系统的稳定性及数据之可靠性。     

平板型太阳集热器优化研究

基于热力学第一、二定律,采用拉格朗日条件极值法,以平板型太阳集热器的效率为目标函数,对平板型太阳集热器进行优化,在给定集热器结构参数以及环境条件的情况下,得到优化后的工质质量流量、进口温度以及效率。实验结果与计算结果吻合较好。讨论工质质量流量、工质进口温度、太阳辐射强度以及环境温度对效率的影响。对优化前后的效率进行比较,结果显示优化后的效率有显著提高。     

新型平板型太阳集热器热性能浅析

平板型太阳集热器有相对低廉的价格、成熟的制造技术及固有的热性能特点，在我国气候温暖的南方有很大市场，在寒冷的北方只有部分应用。这主要是由于平板型集热器保温性能差，与外界有热交换，高温效率特性不好的原因造成的。所以提高平板型集热器热性能指标，生产出新一代平板集热器是满足市场需求的唯一出路。     

平板型太阳集热器热性能的快速测试方法研究

对快速测量平板太阳集热器热性能的瞬态测试方法进行研究，并将快速测试方法的测试结果与国标GB／T4271-2000(平板型太阳集热器热性能试验方法)规定的测试方法所得的结果进行比较。通过对比可见，基于瞬态测试的快速测试方法可以得到与稳态测试同样的结果，考虑到现有太阳辐射表的精度，只要太阳辐照度大于300W／m2瞬态测试即可有效，且对测试期间太阳辐照度的变化无要求。在除雨雪天的情况下，整个测试可以在1d内完成。     

平板型太阳集热器热性能评价方法的研究

本文分析了风速对平板型太阳集热器顶部热损失系数的影响,导出了风速影响修正系数及经验公式。讨论了集热器基准瞬时效率方程和集热器名义能量收益概念,这两个概念有利于合理地评价平板型太阳集热器的热性能。     

平板太阳集热器防冻结构试验研究

提出利用预留空间结构的防冻方案,并取得了初步研究成果。     

平板集热器铁管板式集热板的最佳化

本文利用平板集热器管板式集热板的最佳化数学模型,计算得到了我国目前应用较广泛的铁管板式集热板的最佳化参数——在最小成本/效率参数时的最佳管间距、最佳板厚以及最佳管径。     

平板太阳能集热器冬季运行策略优选实验与集热性能对比研究

为进一步改善平板太阳能集热器(FPSC)冬季水温提升能力的不足,通过搭建的实验平台对FPSC冬季运行策略展开多项实验,分析不同运行模式所对应的集热性能以及适用条件,为平板集热器更高效利用提供参考方案。研究发现：单块FPSC高流速运行的集热效率可达63.74%,各项热性能指标参数优异,但水箱温度偏低;串联、并联系统的水温提升能力较单块模式显著增强,全天温升超过30℃,■效率达到5.15%。其中,并联系统的热效率、对流换热系数、热损失系数分别为51.52%、41.95 W/(m²·K)、4.74 W/(m²·K),明显优于串联系统的45.33%、38.74 W/(m²·K)、4.81 W/(m²·K),集热性能更佳;系统冬季低流速运行将出现断流现象,同时水箱内部温度分层明显;高流速运行工况下,降低水箱容积将缩短有效集热时间,无法充分吸收太阳辐照能;增大水箱容积虽能减少集热损失,但系统温升下降造成热能品质降低。     

平板集热器跟踪太阳的收益

目前,在我国各地使用的平板集热器,绝大多数是固定安装的。但也有人主张加设跟踪系统,让集热器跟踪太阳,认为这样比较有利。持不同意见的人则认为,增加跟踪系统,势必增加投资,经济上不一定     

内插管式太阳空气集热器阵列集热性能与流动阻力研究

通过实验对阵列排布的内插管式真空管太阳空气集热系统在上海冬夏工况下的集热特性进行测试分析,同时考察太阳辐射、风量对其性能的影响,并分析此类空气集热器阵列布排流动阻力特性。研究发现,真空管太阳空气集热器串并联方式工作,在冬夏工况下均能获得良好的集热温度,冬季夏季集热温度分别可达87.8、109.3℃;平均集热效率为47.4%,单个集热器压降小于80 Pa,阵列集热器压降小于100 Pa。建立空气集热器串、并联模型,模拟结果显示,随集热器数量从2个增加到6个,串联的压降比并联的压降差值增大,从107.4 Pa增大到323.6 Pa,串联能获得较高的集热温度,但动力消耗增加,并联的集热温度不高,但动力消耗小。     

大尺寸平板太阳集热器集热效率研究

平板型太阳集热器集热效率除了与内部结构参数、运行参数等因素有关外,还受集热器外形尺寸大小的影响.通过建立相同集热面积条件下单一大尺寸平板集热器、并联常规平板集热器的三维物理模型,分析了2类集热系统集热效率、集热量、热损失随尺寸规模的变化关系.发现相同集热面积条件下,相比并联常规平板集热器形式,大尺寸平板集热器集热效率有...     

多壁碳纳米管-乙二醇纳米流体集热性能研究

为研究多壁碳纳米管-乙二醇纳米流体(MWCNTs-EG)的集热能力,采用单层玻璃管作为集热管,对6种不同体积分数、不同颗粒粒径的MWCNTs-EG流体和水进行了闷晒集热实验。测试表明,相同体积分数的MWCNTs-EG流体的集热温度随着颗粒粒径的增大而增大,其瞬时集热量最高可达54.2k J,是水集热量的2.4倍。其中,MWCNTs-EG(30~50nm,0.06vol%)的温升最为明显,最大平均值是53.8℃,温升为22.7℃。此外,MWCNTs-EG的体积分数、颗粒粒径以及其团聚沉降均能影响着纳米流体的集热效果。     

集热工况下平板型太阳集热器与建筑一体化围护结构复合动态热分析模型

建立平板型太阳集热器与建筑一体化围护结构的复合动态热分析模型,以集热器的吸热板为分界面,吸热板的背部(与室内环境换热)采用一维动态传热模型(反应系数法),而吸热板的前面(与大气环境进行换热)采用二维稳态模型,以分界面的平均温度和热流为二者的边界条件和联系纽带进行求解。计算一个实际案例,并与Fluent动态模拟结果对比,结果表明复合动态热分析模型能够较准确地描述一体化围护结构的动态热过程,比Fluent模拟计算的耗时大幅降低,可用于长周期的模拟计算。     

平板型太阳集热器盖板及保温层性能测试与初步研究

主要针对目前在国内极具发展潜力的平板型太阳集热器进行重点研究.应用太阳集热器的动态性能测试方法,对自行设计制作的不同保温材料组成的太阳能空气集热系统进行了性能测试,并结合FLUENT软件对试验过程进行模拟,提出材料费用比原系统节省1/2的新型保温材料结构的新方案.针对集热器透明盖板结构进行对比试验,得到:透光率为0.6...