太阳能玻璃真空集热管热性能评价方法

为准确地评价玻璃真空管内的传热性能,减小其它未知参数的影响,本文提出了单根真空集热管的热性能评价方法。首先分析了集热管效率与集热器效率的差别;其次从传热效率和火用效率的角度对U型管式真空管进行了热性能分析;最后通过试验研究了单根玻璃真空管与集热器的热性能。结果表明:采用单根玻璃真空管进行热性能评价能更好地反映真空管的传热性能,与采用相同集热管的集热器相比,其集热效率提高了8%。     

冲缝吸热板渗透型太阳能空气集热器性能研究

介绍了冲缝吸热板渗透型太阳能空气集热器的结构,建立了传热数学模型。采用Matlab程序对传热数学模型进行求解,模拟研究了结构参数、运行参数对集热器热性能的影响。集热器出口空气温度的实测结果与模拟结果的平均偏差为0.99K,证明传热数学模型准确可靠。集热量随吸热板外表面发射率增大而降低,随集热器出口空气流量、太阳辐射强度的增大而升高,随环境温度的增大先降低后升高。集热器出口空气温度随吸热板外表面发射率、集热器出口空气流量的增大而降低,随太阳辐射强度、环境温度的增大而升高。     

高性能平板太阳能集热器集热性能优化研究

为了提高平板太阳能集热器的集热性能,通过增大透明盖板和吸热板之间的间距、在透明盖板上镀增透膜、激光焊接、采用聚氨酯板、铝箔反光面朝向吸热板等措施,对平板集热器进行优化。通过试验测试了平板太阳能集热器的归一化温差与瞬时效率曲线,优化后的平板集热器相较普通平板集热器的瞬时截距效率提高了15.1%,热损系数减少了20.3%。     

川西藏区某办公建筑不同工况下太阳能集热系统夜间散热特性研究

为研究某办公建筑联合蓄热水箱的真空管集热器系统夜间散热特性与保温性能,对夜间不同工况下系统内介质温度、系统夜间散热量及平均热损失系数进行了实测与计算。分析了真空管集热器系统夜间散热特性与规律,并验证了采取改善措施对系统散热特性的影响。结果表明:环境温度介于-10～5℃时,系统内介质最低温度为20～40℃;测试期间系统平均热损失系数为0.489 W/(℃·m~2)。系统热损失特性分析不仅可以评价集热系统的保温性能,同时可检验各种保温改善措施的效果,其成果可以为提高川西藏区太阳能供暖系统能量利用效率提供参考。     

真空管太阳能空气集热系统阻力影响因素研究

通过对真空管太阳能空气集热系统内部流动过程的分析,建立了集热系统阻力计算模型,分析了不同设计参数下真空管太阳能空气集热器、串联集热系统阻力变化规律。结果表明:随着集热工质温度升高,集热器阻抗呈指数减小趋势;各影响因素中,串联集热器数量和工质流量对系统阻力影响最大,集热系统各组集热器阻力随串联集热器数量增加呈增长率减小的增大趋势,随质量流量增大呈指数增大趋势,最大值为最小值的3.6倍。此外,系统阻力随环境温度、太阳辐照度、进口温度升高呈线性增大趋势,其中环境温度对系统阻力的影响可忽略不计。通过该研究建立的真空管太阳能空气集热系统阻力计算模型及总结得到的单位面积集热器阻力计算表,可为该集热器、集热系统阻力理论计算提供便捷可靠的依据。     

基于对流传热分析的PV/T优化设计与实验

以工艺难度较低的U型管水冷器为研究对象,以PV/T的太阳热能输入与U型管的吸热能力平衡为目标,对冷却水在层流、过渡流和湍流3种流动状态下的热传递系数进行分析,对U型管内的水流速度、管径的大小以及管道长度进行优化设计。计算结果表明:冷却水在低流速的层流状态不足以完全吸收太阳入射热功率;如果速度提高到过渡流和湍流态,可以选用标准的25 mm管径,最佳流速介于0.05~0.3 m/s之间,每平方米管长8 m即可满足吸热要求。     

单U埋管换热器热短路影响因素分析

针对地源热泵系统中单U型地埋管换热器支管间的传热问题建立三维模型,用FLUENT软件进行模拟计算.用换热器效率衡量U型管支管间的热短路情况,研究了流体速度、进口水温、支管中心距、回填材料、管材和管径对U型管支管间热短路的影响.研究结果表明,U型管支管中心距和回填材料对热短路的影响最为明显.     

两种新型太阳能空气集热器热性能研究

研究两种采用冲缝吸热板的渗透式太阳能空气集热器,对Ⅱ型集热器建立传热数学模型,模拟结果与实测结果吻合较好,验证数学模型可以作为理论研究的基础。分别模拟研究结构参数、运行参数对两种集热器热性能的影响。当集热器空腔内空气来源于室外环境时,两种集热器的集热效率均随太阳辐射照度的增大而增加,均随室外风速和环境温度的增大而减小;Ⅰ型集热器的集热效率随太阳辐射照度、室外风速和环境温度的变化率高于Ⅱ型集热器;当玻璃盖板透过率大于0.69时,Π型集热器的集热效率高于Ⅰ型集热器。     

竖直U型埋管换热器支管间热量回流分析

计对竖直U型埋管地熱换热器管间热量回流,建立了地热换热器传熱的二维和三维数学模型.利用三维传熱模型,分析讨论了U型管管内流体温度沿着深度方向上的变化,进行了大量的不同设计方案计算比较,做出了理论上的分析.结果表明竖直单U型管地热换热器支管间的热量回流与两支管的间距、回灌材料的导热系数等因素有关.为减小U型管地热换热器两个管间的热量回流,应使两个支管间的距离尽量大,当U型管的管间距于一定时,合理选择回灌材料的导热系数对于减小U型管地热换热器两支管间的热量回流也有一定作用.提出了减少竖直U型埋管地热换热器管间热回流的措施.     

国际金属太阳能产业发展联盟将成立

为提高金属太阳能集热器（平板集热器、热管集热器、U型管集热器,以及其它可能采用铜作为主要吸热材料的太阳能集热器）的市场竞争力、工程品质和市场份额,推动承压式太阳能产品的发展与市场增长,整合行业力量,更有力地推动我国金属太阳能集热器的发展,由国际铜业协会（中国）组织发起的国际金属太阳能集热器产业发展联盟即将成立。     

Thermal performance analysis of the glass evacuated tube solar collector with U-tube

In this paper, based on the energy balance for the glass evacuated tube solar collector with U-tube, the thermal performance of the individual glass evacuated tube solar collector is investigated by analytical method. The solar collector considered in this study is a two-layered glass evacuated tube, and the absorber film is deposited in the outer surface of the absorber tube. The heat loss coefficient and heat efficiency factor are analyzed using one-dimensional analytical solution. And the influence of air layer between the absorber tube and the copper fin on the heat efficiency is also studied. The results show that the function relation of the heat loss coefficient of the glass evacuated tube solar collector with temperature difference between the absorbing coating surface and the ambient air is nonlinear. In the different ambient temperatures, the heat loss coefficient of the solar collector should be calculated by different expressions. The heat efficiency factor will be subject to influence of air layer between absorber tube and the copper fin. Specially, the influence is remarkable when the heat loss coefficient of the collector is large. When the synthetical conductance amounts to 5 W/m K, the solar collector efficiency decreases 10%, and the outlet fluid temperature decreases 16% compared with the case which the air thermal resistance is neglected. And the surface temperature of the absorbing coating increases 30 °C due to the effect of air thermal resistance. So the surface temperature of the absorbing coating is an important parameter to evaluate the thermal performance of the glass evacuated tube solar collector.     

Experimental analysis of convective heat transfer on tubes using twisted tape inserts,louvered strip inserts and surface treated tube

This paper analyses and compares the effects on outlet water temperature, heat transfer rate and its thermal efficiency of three different types of tubes such as twisted tape inserted tube, louvered strip inserted tube and a surface treated (laser peened) tube are dealt with different operating parameters, viz., solar insolation, water temperature at the inlet and ambient temperature. Non-concentrate collector (flat plate) is used. A plain or normal tube (non-surface treated) was also tested for comparison. Polystyrene and acrylic glasses were used for reduced heat loss. It is observed that the heat transfer rate and its thermal efficiency tend to increase with the increased ambient temperature and solar insolation with the louvered strip inserts had given the best thermal performance in comparison with the other types.     

槽式太阳能集热器传热模型及性能分析

槽式太阳能集热器一维和二维传热数学模型是一组非线性代数方程,为改进求解的稳定性和计算精度,将槽式太阳能集热器一维和二维传热模型的求解看作有约束优化问题,建立了集热器传热过程求解的有约束优化数学模型,应用MATLAB软件优化函数fmincon进行求解。分析了传热流体入口温度及太阳能辐射热流密度变化对集热器性能的影响。采用fmincon函数求解集热器传热过程,计算速度快,计算过程稳定。分析表明,传热流体温度变化对集热器效率的影响大于太阳能辐射热流密度对集热器效率的影响。     

太阳能平板集热器关键参数对其热性能的影响

为了提升太阳能在建筑能源供给体系中的比重,形式多样的太阳能集热设备及其系统在建筑领域得到了广泛应用。基于机理分析法,建立了具有单层玻璃盖板的管板式太阳能平板集热器的稳态传热模型。并且针对集热管间距、集热管内径、工质入口温度和工质质量流量等关键参数对集热器集热效率的影响特性进行了数值模拟与分析。结果表明,建立的该稳态传热模型是可行的;此外,在其余参数值保持不变的情况下,减小集热管间距或增加集热管内径均可使集热器瞬时效率增大;增大工质入口温度会导致集热器瞬时效率下降;而增大工质质量流量会提升集热器瞬时效率。这些结论对于太阳能平板集热器在太阳能建筑一体化的实际应用中,具有一定的参考作用。     

两种手段提升太阳能新风热利用效率的研究

严寒地区居住建筑面临较为严重的冬季新风不足问题,太阳能新风系统是改善室内空气品质的一种重要手段。研究目的:了解空气流道厚度降低和使用双层玻璃盖板对于提升基础型太阳能新风集热器效率的实际效果。方法:通过搭建太阳能新风集热器实验平台,自制单层、双层玻璃盖板太阳能新风集热器,对比研究空气流道厚度(10mm和30mm)以及不同玻璃盖板层数对集热器效率的影响,并对不同工况下的出口温度和逐时效率进行监测和分析。结果表明:改小集热器空气流道厚度之后平均集热效率上升了10.8%,使用双层玻璃盖板之后平均集热效率上升了7.5%。双层玻璃盖板在低温下能够进一步发挥保温优势,减少了玻璃盖板表面的热损失。结论:减小空气流道厚度,采用双层玻璃盖板具有明显的实际效果,太阳能新风系统具有很好的推广应用潜力。     

Experimental study and analysis of air heating system using a parabolic trough solar collector

An experimental study of air heating system was carried out using a parabolic trough collector with a U-tube aluminium heat exchanger. An evacuated tube placed at the focal length of the parabolic trough collected the solar radiations reflected from the surface of parabolic trough. The air was used as a working fluid, which was heated by passing it through a U-shaped aluminium heat exchanger placed inside the evacuated tube. It was found that efficiency of the parabolic trough collector depends on the mass flow rate, solar intensity and use of fins. It was observed that by using fins at a high mass flow rate of 4.557?kg/h, the maximum temperature of 126°C was achieved which is 13.27% more than the maximum temperature obtained without fins. Furthermore, for a low-mass-flow rate of 1.69?kg/h, the maximum temperature obtained was 149°C.     

太阳能热泵-地板辐射供热系统实验研究

实验研究了太阳能热泵-地板辐射供热系统的性能,并与燃油、燃气锅炉集中供热系统进行了经济性分析比较。实验结果表明,热管真空管集热器的集热效率为64·4%,U形管真空管集热器的集热效率为59%,热泵机组的能效比为3·08;室内温度变化相对机组供热时间滞后3h,有利于采用间歇运行方式降低运行费用。经济性分析结果表明,在青岛地区为节能型建筑供热时,该系统的单位面积费用年值介于燃气、燃油锅炉集中供热之间。     

建筑门窗玻璃幕墙传热系数现场测试研究

建筑门窗玻璃幕墙是建筑围护结构节能最薄弱部位,其传热系数目前只能在实验室通过热箱法测定,在现场准确、快捷地测试该值对于建筑的节能评估改造具有重要意义。在现场测试门窗幕墙内外空气温度和表面温度的基础上,推导出了基于"准稳态"测试原理和"热阻法"、"表面温度法"、"传热系数法"3种传热系数现场测试方法,现场测试值与实验室检测值的较高一致性表明了该现场测试方法的准确性,连续测试数据与平均值的较小偏差表明了该测试方法的稳定性。研究结果表明,建筑门窗玻璃幕墙传热系数可通过该方法在现场准确、快捷地测试得到。