波纹板太阳能集热器吸热板表面太阳辐照度分布特性研究

采用蒙特卡洛射线追踪法,研究不同季节和安装角度等关键参数对波纹板太阳能集热器与平板太阳能集热器吸热板表面太阳辐照度的影响,并对得到的数据进行分析。模拟结果显示,在相同安装角度下,波纹板太阳能集热器吸热板表面太阳辐照度比平板太阳能集热器大。二者相差的百分比随光线对集热器的入射角而变化,入射角较小时,相差的百分比较大。90°安装时,冬季波纹板太阳能集热器累积辐照度比平板太阳能集热器提升6.2%,夏季二者接近。40°安装时,冬季和夏季波纹板太阳能集热器累积辐照度分别比平板太阳能集热器提升7.1%和6.9%。     

大型平板型/真空管太阳集热器阵列排布问题研究

研究了安装在水平地面上的平板型,真空管太阳集热器的排布问题,建立了大型平板型/真空管太阳集热器阵列排布的几何模型,针对给定的集热器阵列,计算了在不同集热器倾角、间距、方位角下整个阵列所接收到的全年太阳辐照度及接收效率,分析了集热器倾角、间距、方位角对集热器阵列性能的影响.同时计算了集热器阵列在不同纬度和倾角情况下的最佳间距,在计算结果的基础上给出了集热器最佳间距和当地纬度及集热器倾角的函数关系式.     

不同气候条件下平板太阳能集热器动态热性能的解析

利用一种可结合环境气象数据等参数来计算平板太阳能集热器一段时间内集热效率动态分布的数学模型,对比研究了不同气候区典型城市年平均效率及逐月效率分布的差异,分析了入口温度与环境温度温差、太阳辐照度对集热器全年瞬时效率的影响,并将该模型与《太阳能供热采暖工程技术规范》中的集热效率计算方法进行了对比。通过分析说明了在研究太阳能集热器的集热效率时,应结合气象条件和运行参数动态进行研究分析,冬季的瞬时效率并非总是低于夏季。该模型可更精确地模拟实际工程情况来计算集热器平均效率,是一种更加适应不同气候地区的太阳能集热器热性能模型,为工程实例中平板太阳能集热器平均效率的选取提供了参考。     

带遮热板热管式真空管集热器的分析

采用分析的方法,对有、无遮热板热管式真空管集热器进行研究。建立集热器的热损和分析模型,并利用实验对模型进行验证。对比2种集热器的效率,并探究辐照度和工作温度对带遮热板集热器效率的影响。结果表明:增加遮热板可提高热管式真空管集热器的效率,当辐照度为800 W/m2、工作温度为80℃和180℃时,效率绝对值分别提高0.8%和4.7%;当辐照度为800 W/m2时,增加遮热板使得最大效率从14.6%增至17.5%,最大效率对应工作温度从135℃升至156℃;效率提高的主要原因是:增加遮热板使得玻璃管和吸热板的辐射不可逆性损失大幅下降。带遮热板集热器的参数研究表明:辐照度越大,效率越高,并且最大效率对应工作温度升高;工作温度越高,效率受辐照度影响越大。     

不同吸热涂层平板集热器的热性能衰减研究

为分析不同吸热涂层平板集热器的热性能衰减,以蓝膜、阳极氧化和黑铬集热器为研究对象,基于太阳集热器热性能测试平台,对集热器热性能及空晒老化性能进行测试。分别测试吸热涂层样品的吸收比和发射比,分析空晒前后平板集热器吸收比、发射比和瞬时效率的变化情况及影响因素。研究结果表明:在温度约为18℃的工况下,蓝膜集热器热性能为75.5%,黑铬为73.4%,阳极氧化为69.3%,吸热涂层的光学性能是影响平板集热器热性能的主要因素。平板集热器瞬时效率、吸收比和发射比变化情况的依存关系为Δη≈9.553Δα-1.213Δερ,该式可衡量平板集热器的热性能衰减度。通过空晒老化性能实验可知,提高平板集热器吸热涂层的抗腐蚀、抗氧化能力,可延长集热器的使用寿命。     

集热器斜面上的太阳辐射能

在太阳能试验工作中,太阳辐照度可用仪器测量,也可由当地气象台提供。但这些都是水平面上的辐射数据,而在太阳能工程中,无论是固定平板型集热器,还是跟踪聚焦型集热器,它们大都是倾斜安装的,故在实际应用时需将水平面上的太阳辐射数据转化成集     

复合抛物面集热器光学模拟

针对复合抛物面集热器,根据结构建立光学效率模型,并采用光学追迹、几何光学分析等方法对模型中的几何光学效率、反射比、吸收比进行数值模拟。在此基础上,针对复合抛物面集热器构建出以太阳辐照度、太阳光线入射角为参变量的光学效率模型,并根据计算的数据结果对集热器进行分析,得到复合抛物面集热器的光学效率与直射光所占比例、入射角的关系,光学效率随着光线入射角的变化趋势,改善材料性能可以提高集热器光学效率。     

金属吸热体真空管集热器的种类、特点及现状

金属吸热体真空管集热器的种类、特点及现状何梓年真空管太阳集热器是在平板型太阳集热器基础上发展起来的新型太阳能集热装置。构成这种集热器的核心部件是真空管，它主要由内部的吸热体和外层的玻璃管所组成。吸热体表面通过各种方式沉积有光谱选择性吸收涂层。由于吸热...     

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。     

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。     

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。     

圆柱阵列太阳能空气集热器的实验研究

为了提高太阳能空气集热器吸收太阳辐射的能力和换热能力，设计了圆柱阵列太阳能空气集热器及实验台。对圆柱阵列太阳能空气集热器的热性能进行了实验研究，并与同条件下测试的平板集热器的热性能进行比较，效率提高了22％。实验结果可为圆柱阵列太阳能空气集热器的设计提供参考。     

可贮存太阳能的涂料

这是一种新型的可有效地收集和贮存太阳光热量的涂料,由美国洛斯阿拉莫斯国立实验室研制成功。预计这种涂料可明显地提高太阳能集热器和贮存器的效率,同时亦可降低劳动力和材料成本。将这种涂料涂刷或喷涂在集热器表面上后,它就可吸收90％照射在集热器表面上的太阳能辐射量,并利用涂料中的微小金属片状粉末阻止热量外逸。这就使得这种新型涂料成为一种吸收热量的新工具。用这种涂料     

基于TRNSYS的CPC集热器太阳能热水系统的模拟分析

通过TRNSYS软件搭建了复合抛物面聚光器(CPC)集热器太阳能热水系统模型,对广州地区某小型别墅的太阳能热水系统进行了设计,并观察系统在1年(8760 h)中的运行情况。选取了系统在4个典型日的运行情况进行分析,得到了CPC集热器在春分日和冬至日的最高出口温度分别为67.5℃和68.2℃,在夏至日和秋分日的最高出口温度分别为85.7℃和83.3℃。CPC集热器的集热效率随进口流量的增大而增大,随进口温度的下降而升高;经测试,CPC集热器的最佳安装倾角为22°。对CPC集热器和平板集热器的集热性能进行比较后发现,二者的集热功率基本均随太阳辐照度的增加而增加,在冬至日12:00~15:00这个时段,CPC集热器的集热功率是平板集热器的1.5倍。     

几种太阳能空气集热器热性能测试与改进实验研究

对几种现有的空气集热器性能进行测试和分析,并在相关测试基础上,对空气流道和配风方法进行改进,进一步强化空气集热器传热特性和气流的均匀性,改进后的平板空气集热器截距效率达到77%,综合热损系数为5.62 W/(m2·K)。     

反射式线性菲涅尔集热器性能的实验研究与模拟分析

采用热网络法建立菲涅尔集热系统CPC腔式接收器的数值传热模型,搭建集热器系统,实验研究集热器效率、CPC腔的集热性能。利用数值传热模型分析太阳辐照度、镜场宽度、工质入口温度和质量流量的变化对系统出口温度和效率的影响,以期为菲涅尔集热器出口参数的控制提供依据。实验数据验证了模型的有效性,模拟结果显示,质量流量对工质出口参数影响最大;镜场宽度和辐照度对集热效率的影响最为显著;菲涅尔集热器的热效率可达68%。     

集热器效率与能量曲线统一的探讨

由于对太阳能集热器面积定义的不统一,当用不同的面积进行计算时,造成了同一台集热器得到不同瞬时效率方程的结果,因此,不能真实地反映集热器热性能的优劣,甚至会引起用户误解。文章以全玻璃真空管集热器和U型管CPC集热器的测试为基础,对测试数据进行了效率和能量方程的拟合与计算,每台集热器只得到唯一的能量方程和曲线;并且,能量方程仅与太阳总辐照度G和集热器进口温度与环境温度之差(ti-ta)有关,与集热器面积无关,避免了计算面积对集热器性能曲线的影响。用能量方程来表示集热器的热性能更合理,建议将其纳入相关标准中,以准确表征集热器的热性能。     

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。     

平板集热器最佳化设计的一种方法——成本/效率法

本文建立了平板集热器最佳化的数学模型,采用成本/效率法,找到了一组相关的成本/效率无量纲参数。并采用单变量与循环迭代寻优的方法,来解决多变量优化问题。利用平板集热器最佳化的计算机程序,对北京地区用作自然循环热水器系统的平板集热器进行了优化设计计算。优化设计的平板集热器比目前国产同类产品的成本可低30％。