典型太阳能集热器热性能研究

以当今市场保有量最高的两种典型太阳能集热器——全玻璃真空管型太阳能集热器和平板型太阳能集热器为研究对象,从能量传递角度,构建了太阳能集热器在理想状态下的热效率模型,并依据模型计算了极限热效率;最后对两种太阳能集热器做了热性能测试实验,并使用最小二乘法拟合出太阳能集热器瞬时热效率与归一化温差的关系,对比两种太阳能集热器在同一实验条件下的极限热效率和热损失系数,并验证了该模型的正确性。     

高效平板太阳能集热技术

平板太阳能集热器以其易于与建筑结合、运行可靠、故障率低等优点,越来越受到市场的重视。使用高效平板太阳能集热器对节能和环保具有重大的意义。结合平板太阳能集热器的结构特点,介绍了平板太阳能集热器的工作原理及主要部件。基于对平板太阳能集热器瞬时效率曲线的分析,研究了提高平板太阳能集热器热效率的技术和方法。     

高效平板太阳能集热技术

平板太阳能集热器以其易于与建筑结合、运行可靠、故障率低等优点,越来越受到市场的重视。使用高效平板太阳能集热器对节能和环保具有重大的意义。结合平板太阳能集热器的结构特点,介绍了平板太阳能集热器的工作原理及主要部件。基于对平板太阳能集热器瞬时效率曲线的分析,研究了提高平板太阳能集热器热效率的技术和方法。     

利用太阳能集热器系统仿真模型进行季节划分研究

利用太阳能集热器系统单元（微元）段分布热阻，热容网络－四维热网络概念，及由此建立的腔体式吸收器－槽形抛物镜太阳能集热器系统的集热过程动态仿真模型，在给出地理位置、不同季节气象条件和文中建立的太阳直射辐日分布模型情况下，计算澳大利亚的达尔文地区在几个典型月份里平均每日太阳直射辐射强度Ｉｂ、工作介质温度Ｔｆｍ、瞬时集热效率Ｐｔｏｔ，ｃ，ｎ和瞬时Ｙｏｎｇ效率Ｐｅ，ｃ，ｎ随时间的分布（中国尚无各地区计算Ｉ     

基于微通道的太阳能集热器及其性能模拟

针对传统的平板型太阳能集热器集热效率较低的问题,本文设计了一款微通道集热器,采用数值模拟方法研究了微通道集热器的工作状况,并分析了传统平板型集热器的管中心距在稳态传热条件下对集热器的效率影响。仿真结果表明:相同条件下,平板型集热器的管间距越小,集热效率越高;微通道集热器的平均集热效率比最佳管间距的平板型集热器高9.3%,比常用的两种平板型集热器分别高20.6%、30.6%。该结果有利于优化平板型集热器的设计参数,为微通道集热器的实际应用提供了依据。     

利用太阳能集热器系统仿真模型对Cairo地区季节划分的仿真研究

提出了太阳能集热器系统单元（微元）段分节点热阻、热容网络－四维热网络概念，并依此建立了腔体式吸收器－槽形抛物镜太阳能集热器系统的集热过程动态仿真模型。根据地理位置和不同季节的气象条件，利用仿真模型和太阳直射辐射日分布模型，计算了埃及Ｃａｉｒｏ地区在几个典型月份的日均太阳直射辐射强度Ｉｂ、工质温度Ｔｆｍ、瞬时集热效率Ｐｔｏｔ，ｃ，ｎ和瞬时Ｙｏｎｇ效率Ｐｅ，ｃ，ｎ随时间的分布。     

直膨式太阳能热泵热水器的仿真分析

基于直膨式太阳能热泵热水器的热力循环,在建立太阳集热器/蒸发器和冷凝器的分布参数数学模型、压缩机和热力膨胀阀的集总参数数学模型的基础上,用能量平衡和质量平衡等约束条件将四大部件结合起来并进行求解。理论计算结果与若干典型工况下的实验数据对比表明:集热器平均集热效率的平均相对误差为4.6%,热水得热量、压缩机功耗、COP等指标的平均相对误差都在1%以内;热水温度、COP和集热器集热效率的理论和实验值的瞬时变化规律吻合良好,从而验证了此仿真数学模型的准确性。     

集中供热热管太阳能集热系统

在原有平板集热器的基础上研制了一种与建筑结合的太阳能集中供热热管系统，并对策略热管的传热机理进行了分析，提出正常工况下该热管的集总参数模型，给出了热管的倾角范围。文中给出了该集热系统的理论预测和实验结果对比。热管太阳能集热器的理论模型以Duffie 和Beckman理论（1980）为基础，修改后用于能量传输。该文还给出了该集热器和传统的太阳能集热器的对比试验结果。热管太阳能集热器的瞬时效率在早上低于传统的太阳能集热器的，而当热管达到工作温度时，前者高于后者。     

复合抛物面太阳能集热器热性能分析

对真空管式复合抛物面太阳能集热器的传热模型进行了分析,在总热损失系数、效率因子、热迁移因子和瞬时效率表达式的基础上,建立了有盖板带翅片的复合抛物面集热器性能预测模型,并对有盖板和无盖板两种类型接收器的集热器进行了瞬时效率的对比计算.结果表明：当集热介质与外界环境间温差较小时,在相同辐射强度的情况下,有盖板带翅片的复合抛物面集热器的集热效率反而比无盖板的复合抛物面集热器的集热效率低;而当集热介质与外界环境温差增加到一定程度时,有盖板带翅片的复合抛物面集热器显示了其集热效率高的优点.     

高效平板太阳能集热器盖板的热工性能实验研究

针对目前平板太阳能集热器高温下集热效率低的缺点,研究通过改善透明盖板性能来提高集热效率的方法。在实验基础上,综合各种因素,通过对比实验方法比较了中空玻璃(DG)、充氩气中空玻璃(ADG)、Low-E中空玻璃(LDG)和Low-E充氩气中空玻璃(LADG)作为盖板对太阳能集热参数和效率的影响,并研究了上述4种盖板对太阳辐射的透射率和保温性能的不同影响。     

改进型微热管平板太阳能空气集热器性能分析

近年来,以空气作为换热介质的太阳能集热器越来越受到重视。本文以微热管阵列为核心传热元件,设计并搭建了改进型微热管平板太阳能空气集热器性能测试系统。通过实验研究了不同空气流量和不同进口温度对集热器集热性能的影响,获得相应参量对集热器的出口空气温度、集热效率和微热管阵列蒸发段温度的影响特性,分析对比了改进前后集热器的集热性能,得到了集热器效率的归一化曲线。实验结果表明,改进型微热管平板太阳能空气集热器在夏季240 m³/h空气流量时集热性能最佳,改进后的集热器相比原集热器在夏季的平均集热效率最高同比提升13.8%;在240 m³/h风量下的平均集热效率最高达到了74%,对应集热器的压降为9.2 Pa。     

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所增加,约增大4%;但对于常规并联平板集热器,随着并联面积增大其热损失所占比例均有所增大,集热效率也有一定的降低;而对于单一大尺寸平板集热器,随着外形尺寸增大,热损失所占比例降低,且集热效率有所升高。研究结论可对大型平板集热器的尺寸设计提供设计指导。     

铝排管集热器吸收太阳能、空气能和环境能研究

对无透光和保温材料封装的新型铝排管平板集热器进行吸热特性分析,建立了吸收太阳能、空气能和环境能的数学模型,并分析了流体滞止特性对平板集热器吸收空气能的影响。进一步针对铝排管平板集热器的设计参数,通过TRNSYS软件进行仿真。在TRNSYS软件中对于影响集热器吸热性能的参数进行了单一变量分析。仿真结果显示:该平板集热器集热效率相比普通集热器大大提高。风速对空气能吸收量影响较大,风速越大,滞止温度越高,空气能吸收量越多;辐射量对太阳能吸收量影响作用明显,但对环境能吸收有减小趋势;集热面积增大和集热器整体性能提升有很大的关联作用;环境温度对环境能吸收量有很大的决定作用;入口流量对集热性能的提升存在峰值影响力,而进口温度的增加会降低集热器的集热效率。该平板集热器通过实际应用表明,其性能与仿真结果相符,且能够大大提高集热器效率。     

新型CPC热管式集热器的设计与模拟分析

基于CPC型集热器的发展现状,设计出新型CPC热管式集热器.介绍了该集热器的聚光面和接收器的结构设计计算过程,并对集热器进行了集热分析.采用MATLAB建模仿真技术对该集热器进行建模和动态仿真来预测该新型CPC热管式集热器的运行情况,得出新型CPC热管式集热器的有效输出能量、出口温度、瞬时集热效率的变化图.通过试验研究证实了新型CPC热管式集热器可以产生蒸汽,可用于制冷,尤其是热源品位要求较高的氨吸收式制冷,同时还可用于汽轮机发电和太阳能海水淡化等场合.     

槽式太阳能新型腔式吸热器的热性能研究

提出一种适用于抛物槽集热器的新型太阳能腔式吸热器,该装置具有较高的集热效率,同时连接安装和日常运行维护也相对便利。对其建立一套三维传热模型,并搭建采用新型腔式吸热器的抛物槽集热器实验系统,通过实验测试对比吸热器瞬时效率,验证模型的准确性。此外,定量分析不同环境参数与工作参数对新型腔式吸热器热性能的影响,结果表明:集热效率随着法向直接日射辐照度、环境温度的升高而增加,随着环境风速和吸热器入口传热流体温度的升高而降低,而受传热流体质量流量的影响较小。     

太阳能集热器热性能动态测试方法研究

对太阳能集热器热性能动态测试方法进行了介绍,并对该方法的数学模型进行了分析;探讨了各项参数在方程中的作用、可以忽略的条件等;分析了稳态测试方法严格规定试验条件的必要性及原因,并对方程的数值求解进行了分析与推导。对同一台太阳能集热器分别进行动态和稳态测试方法的试验数据进行了不确定度分析,对试验结果进行了分析和对比,并分析了太阳能集热器效率曲线截距的差异以及在不同归一化温差处集热器瞬时效率曲线差异的深层次原因。     

铝幕墙板太阳能集热器的性能研究

研制了一种铝幕墙板与集热元件一体化的新型太阳能集热器,并通过所搭建的测试平台对其集热性能及隔热特性进行了测试研究。通过实验测试,对该集热器在不同工况下的集热性能、隔热特性及其影响因素进行了系统分析,得出了集热器的累积集热量、集热效率、隔热特性等性能评价参数。测试结果表明,铝幕墙板太阳能集热器的平均集热效率为23%,隔热性能优于普通铝幕墙板。该装置具有太阳能集热及隔热功能,为建筑高效利用太阳能,实现太阳能与建筑一体化提供了一种新的工程应用模式。     

无盖板渗透型集热器热性能的对比试验

利用太阳能空气加热系统实验台,对黑、深绿和深蓝3种颜色无盖板渗透型集热器的热性能进行了户外瞬态对比试验。试验结果表明:太阳辐射照度和风量是影响系统热性能的重要因素。在高档和低档两种风量下,黑色集热器的瞬时平均热效率分别为76.04%和67.50%,高于普通平板太阳能空气集热器;集热器表面颜色对其热性能有一定影响,在高档和低档两种风量下,深绿色和深蓝色集热器的瞬时平均热效率比黑色集热器低15%～22%,空气温升低3～4℃,但仍然优于普通平板空气集热器。从保持建筑立面美观考虑,无盖板渗透型集热器的集热板可以采用颜色较深的彩色,不会对系统热性能造成较大影响。     

非成像聚光太阳能集热器供暖应用研究

基于非成像聚光集热器的太阳能供暖系统相比于传统的供暖系统具有突出的优势,非成像聚光集热器集三种常见集热器(平板型、真空管、聚光集热器)优点于一身。文中详细介绍了非成像聚光太阳能集热器的运行原理及特点,并对其性能进行了测试分析,该集热器的时间常数为450 s,最大瞬时效率为59. 31%。同时结合典型的工程应用案例对非成像聚光太阳能集热器+电辅热及非成像聚光太阳能集热器+空气源热泵供热系统分别进行了分析和总结。     

平板式太阳能集热器稳态热性能数值模拟研究

采用有限容积法研究了平板式太阳能集热器的稳态热性能,分析了环境温度、工质入口温度、集热管间距及集热管管径对平板式太阳能集热器热性能的影响。建立翼管式平板式太阳能集热器的物理模型,对该模型进行数值模拟,并将模拟结果与实验研究结果进行对比分析。研究结果表明:随环境温度升高,工质入口温度降低,可显著提高集热器的瞬时效率。太阳辐射强度为740 W/m2,环境风速为4 m/s时,环境温度从0℃增加到30℃时,集热器的瞬时效率从35.85%增加到82.19%;工质入口温度从50℃降低到10℃时,集热器的瞬时效率从23.24%增加到79.78%。减小集热管间距,增加集热管管径都有利于提高集热器的瞬时效率。太阳辐射强度为740 W/m2,环境风速为4 m/s时,集热管间距从180 mm减小到40 mm时,集热器瞬时效率从58.23%增加到65.78%;集热管管径从8 mm增加到20 mm时,集热器瞬时效率从59.47%增加到66.78%。该研究结果有利于对平板式太阳能集热器的设计参数进行优化设计。