蓄热介质对太阳能热风发电集热器性能的影响

分别以沙子、石子以及石子与充水黑色密封管的组合作为蓄热介质,搭建了太阳能集热器试验装置并进行了相应的试验研究,得出了不同蓄热介质的吸放热特性及其对集热器内空气进出口温差、集热器效率的影响规律.结果表明:在相同的平均辐射强度下,石子与充水黑色密封管组合集热器的蓄热性能好,且集热器空气进出口温差及集热器效率最大,为太阳能热风发电系统集热器地面蓄热材料的选用提供了依据.     

重力热管平板集热器的热性能研究

本文在热管平板集热器传热分析的基础上,对铝-丙酮和铝-氨重力热管(无芯网或槽道的光管)在太阳能平板集热器的热流密度下的传热特性进行了实验研究,发现热管工质的最佳充装量约为25％左右。实验表明,在低热流密度条件下,热管蒸发段的换热系数较低,集热器系统的设计又不允许热管有过长的冷凝段,使热管对载热质的总传热系数略低于常规平板集热器流道中的对流换热系数。故热管集热器的效率因子将略低于同类型常规集热器。实验结果还指出,热管集热器的热容小,起动快,它的全日效率略高于常规集热器。重力热管集热器系统能防冻、防腐,其热性能优于双回路系统,有进一步研制的价值。     

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。     

直通式真空管空气集热器热性能实验及干燥应用

在直通式太阳能玻璃真空管空气集热器基础上改进联箱结构,并搭建测试平台对该种改进型空气集热器进行热性能实验研究。通过实验比较改进前后集热器的温升和效率,获得改进后集热器出口温度与太阳辐照度关系的线性回归方程,掌握不同空气质量流量对集热器出口温度和集热效率的影响规律,分析得到该种真空管的最佳串联个数,并对应用该种集热器的太阳能干燥系统的干燥效果进行初步测试分析。该研究结果可为太阳能空气集热干燥系统的设计及应用提供参考。     

太阳能联合城市燃气锅炉供暖系统的节能设计优化

研究太阳能联合城市燃气锅炉供暖系统的节能设计优化方案。设计集太阳能集热器、蓄热水箱、换热器、水泵、燃气锅炉等重要设备于一体的联合供暖系统，分析串联供暖与并联供暖组合方式，以及适用于联合供暖组合的太阳能单独供暖、同时供暖、燃气锅炉单独供暖三种供暖模式，采用TRNSYS构建串联供暖系统与并联供暖系统模型，对串联供暖系统与并联供暖系统节能设计进行比选，并从运行经济性角度出发优化联合供暖系统容量匹配节能设计。串联供暖系统节能设计比并联供暖系统节能设计的太阳能保证率高、系统性能好、系统能耗低。     

太阳能辅助供暖的地源热泵经济性分析

在冬季土壤温度较低，而且以热负荷为主的北方地区，若完全采用地源热泵来供暖，则地热换热器和机组的初投资均比较高，连续运行的效率也较低，因此，可利用太阳能集热器作为辅助能源。白天完全依靠地源热泵供暖，夜间利用太阳能集热器蓄存的热量，使地热换热器与太阳能集热器串联运行，通过分析比较，该方案比完全用地源热泵供暖更经济。     

风能辅助供暖的地源热泵系统经济性分析

以热负荷为主的北方地区,冬季土壤温度较低,若完全采用地源热泵来供暖,则地热换热器和机组的初投资均比较高,连续运行的效率也较低.提出利用风力发电机产生的电能构成风能集热器作为地源热泵供暖的辅助能源的构想.白天完全依靠地源热泵供暖,夜间利用风能集热器辅助加热,使地热换热器与风能集热器串联运行.通过分析比较,该方案比完全用地...     

基于TRNSYS的太阳能光热系统数值模拟和优化

文中利用TRNSYS模拟软件建立太阳能光热系统模型,并在理论计算和实测数据验证该模型的基础上,模拟了气象条件、集热器安装角度、集热器面积和水箱容积等因素的变化对水箱平均温度和集热系统效率的影响;设计正交实验,给出了集热器面积与水箱容积的最佳组合,在理论分析与实验模拟的基础上,提出了太阳能光热系统的优化.     

平面镜反射真空管集热器的方向特性

本文用全方向入射角修正系数K(θ,(?)),对入射辐射为任意方向时平面镜反射真空管集热器的方向特性进行了分析。用镜象法计算了主平面内的入射角修正系数K(θ,0)。讨论了影响方向特性的诸因素。K(θ,(?))可以用两个特定的入射角修正系数K(θ,0)和K(θ,π/2)作近似估算。全日效率可根据瞬时效率曲线和入射角修正系数K(θ,(?))计算,计算与实验的结果基本符合。     

太阳能光伏应用系统全日综合效率的判定──5kW光伏水泵系统的研究

以５ｋＷ太阳能光伏水泵系统为基础，探讨了光伏应用系统获得最大全日效率的条件。重点讨论了太阳能光伏阵列与应用系统功率匹配的关系，导出光伏应用系统全日效率最大的判定式并简化为η全ｍａｘ＝η（Ｔ／２），即当全日效率η全正好等于最强日照条件下的瞬时效率η（Ｔ／２）时，全日效率将为最大值η全ｍａｘ。     

真空管太阳能集热器研究进展

随着太阳能热利用需求的日益增长,真空管太阳能集热器的相关研究得到广泛关注。本文针对空气式真空管太阳能集热器,概述了集热器结构和相变材料对系统热效率的影响,及相变材料与集热器的组合方式,总结了真空管集热器应用中存在的问题,提出了通过改进组合结构以及增加换热面粗糙度提高相变蓄热性能将是重点研究方向。     

光煤互补发电系统集成方案研究与性能分析

通过建立槽式太阳能集热器热效率的计算模型,分析在考虑不同方案集热器热效率差异的基础上集成单个加热器互补系统的热力性能。以600 MW光煤互补发电系统为例,研究南京地区典型日变辐照强度下光煤互补发电系统的性能,探究最佳集成方案。结果表明,虽然低辐照强度下集成1号高加方案的光电转换效率最高,但由于1号高加给水的吸热量小,易出现集热器集热量供大于求的情况,导致高辐照强度下系统的光电转换效率较低;在不考虑集热器集热量供大于求的情况下,集成2号高加方案光电效率十分接近集成1号高加,因此同时集成1号、2号高加不仅在辐照强度较低时拥有与集成1号高加几乎相同的光电转换效率,还具有由于给水吸热量大而不易出现集热量供大于求的优点。因而集成1~2号高加方案最优。     

太阳能集热器性能的模拟

以太阳能直接蒸汽直接发电系统的槽式太阳能集热器为研究对象,在建立其热力学模型的基础上,对集热器的传热与流动性能进行了系统的模拟研究。模拟结果表明:提高工作流体的初始温度,集热器效率反而降低;增加流量可以提高集热器效率;太阳辐射强度越大集热器的效率越大,并且影响较大。     

轻钢屋面一体化V型孔板式空气集热器参数优化

设计一种太阳辐射集热和结构承载一体化轻钢屋面结构,并在其内部添加V型扰流孔板,提高光热转化率。利用实验数据,验证集热器的传热数学模型,并拟合得出集热器的流动阻力系数经验关系式;以热效率和有效效率为综合评价指标,分析内部结构对集热器性能的影响,并结合正交试验得出该集热器结构的最佳组合:孔隙率12%,孔板间距0.3 m,空气层厚度0.05 m,孔板与边框夹角60°。     

储热式真空管集热器入射角修正系数的研究

在实验测定吸热板表面相对太阳辐射度和涂层太阳吸收比的基础上,分析研究了圆柱形吸热体具有圆形和半圆形吸收涂层的真空管集热器,在不同管中心距下的入射角修正系数随光线入射角变化的规律。指出对于真空管集热器而言,其入射角修正系数同时取决于入射角度和入射方位角,并给出入射角修正系数的解析式,为进一步研究全日入射角修正系数提供依据。     

太阳能光伏应用系统全日综合效率的测定—5kW光伏水泵系统的研究

以５ｋＷ太阳能光伏水泵系统为基础，探讨了光伏应用系统获得最大全日效率的条件，重点讨论了太阳能光伏阵列与应用系统功率匹配的关系，导出光伏应用系统全日效率最大的判定式并简化为η全ｍａｘ＝η（Ｔ／２），即当全日效率η全正好等于最强日照条件下的瞬时效率η（Ｔ／２）时，全时效率将为最大值η全ｍａｘ。     

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。     

抛物面槽式太阳能集热器场热损失分析

在已有的计算集热器场吸收有用能量模型的基础上,加入影响集热器场效率的热学因素,优化了集热器场效率计算模型,并验证了优化模型的精确性。利用优化模型对抛物面槽式太阳能集热器场热损失机理进行了研究。结果表明,集热器集热元件热效率、入射角以及由入射角引起的端部损失是影响集热器场效率的主要因素。在太阳辐射强度一定的情况下,入射角越小、集热器热收集元件的热效率越高时,集热器场效率越高。     

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。     

以太阳模拟器为光源的集热器室内稳态性能对比

以大面积太阳模拟器考察了平板式太阳能集热器、热管真空管式太阳能集热器、全玻璃真空管式太阳能集热器室内稳态下的性能。经测定,全玻璃真空管式太阳能集热器的时间常数为1235 s,其压力曲线随流速变化平缓。在辐照强度为900 W/m2、进口温度低于57℃时,平板太阳能集热器的效率高于热管真空管式和全玻璃真空管式太阳能集热器;进口温度高于57℃时,式真空管式太阳能集热器的效率高于平板式太阳能集热器;进口温度高于64℃时,全玻璃真空管式太阳能集热器的效率高于平板式太阳能集热器。在工作温度范围内,全玻璃真空管式太阳能集热器的效率低于热管真空管式太阳能集热器。设计、流动和换热特征影响了集热器的性能。