蓄能供热型太阳能集热器结构优化

提出一种蓄能供热型太阳能集热器,将太阳能真空集热管、重力热管蒸发段、热泵蒸发器和相变材料集于一体,可有效克服太阳辐射波动性影响,结构紧凑,集热效率高. 利用FLUENT软件模拟研究蓄能供热型太阳能集热器内相变材料的蓄放热特性. 对比分析集热器内不同结构:重力热管蒸发段和蒸发器管路采用并排布置或三角布置时相变材料的温度场和速度场,结果表明,并排布置方式优于三角布置方式,相变材料完全熔化时间可缩短22.6%,完全熔化时相变材料储存的热量更多. 研究集热器倾斜角度对相变材料蓄热/释热过程的影响,结果表明,蓄热过程倾斜放置比竖直放置时相变材料的完全熔化时间缩短了约28%,而释热过程完全熔化时间不受倾斜角度的影响. 最后研究了相变材料的相变温度和相变潜热对相变过程的影响,结果表明,在能够满足相变材料蓄热所需的相变温度范围内,应选取相变温度较低、相变潜热较大的相变材料.     

碟式太阳能热发电系统

在研究了碟式太阳能热动力发电系统的发展状况、研究动态及应用前景的基础上,对碟式太阳能热动力发电系统进行了设计和分析．由于碟式太阳能热发电系统中太阳跟踪装置是一个重要的组成部分,设计了光电跟踪和视日运动轨迹跟踪相结合的跟踪方式．在跟踪策略上,晴天采用光电跟踪,阴天采用视日运动轨迹跟踪,实现了全方位、高度角、全天候的自动跟踪．试验结果表明,在各种天气状况下,跟踪器能够稳定工作,取得了满意的效果．通过对碟式太阳能热发电系统的分析和设计,提出了一种合理的、高效的太阳能利用方式．     

太阳能集热器及其适用性浅析

对目前常用的平板型、全玻璃真空管及热管式真空管等太阳能集热器的优缺点进行了介绍,并对各种太阳能集热器进行了综合评价,对其在太阳能热水供应、太阳能采暖和太阳能空调系统中的适用性进行了分析,为太阳能集热器的选择提供了参考.     

平板太阳能集热器性能研究

性能良好的太阳能集热器是太阳能供热系统关键设备之一.该文着重考察了一种低温平板太阳能集热器在青岛气候条件下的工作性能（太阳能直接供暖工况）,给出了测试期间集热器进、出口温度变化关系及瞬时集热量随时间的变化规律.     

浅谈太阳能集热器的应用发展

能源和环境是21世纪的两大主题,考虑资源的充分利用、生态环境的保护和社会的均衡发展是摆在我们面前的课题。     

平板太阳能集热器的理论研究

利用热力学分析方法,建立了强制循环太阳能供热水系统中太阳能集热器的数学物理模型,为太阳能供热水系统的实际工程设计和系统性能的改善提供一定的理论指导.     

蜂窝结构太阳能集热器吸收板长波辐射损失的数值计算方法

本文在确定单层材料长波辐射光学特性的基础上,提出了用Monte Carlo方法求取蜂窝结构集热器吸收板长波辐射损失减弱系数的计算模型。对圆管玻璃蜂窝结构和三角塑料蜂窝结构,计算分析了蜂窝尺度比及单层材料光学特性对其长波辐射损失减弱系数的影响。并将计算结果和实验结果作了对比,证明本文提出的计算方法和计算结果,可用于蜂窝结构集热器的优化设计。     

集中供热热管太阳能集热器系统的研究

在原有铜铝复合板的基础上，试制了一种适合多层建筑的集中供热太阳能供热系统，克服了原有的平板式主真空管式集热系统的易炸管，易冻，易结垢，单管损坏后整个系统失效等问题，利用集热板价格低的特点，结合多层建筑，充分利用楼层的集热面积，集体安装，其结构体现了集中供热的特点，其热量可以互为补充。     

管板式太阳能集热器的热力学分析

依据热力学第一和第二定律,在考虑了太阳能集热器变热流密度和变管壁温度的实际工况的情况下,建立了管板式太阳能集热器的传热模型,并对其进行了热力学性能分析.提出了一种基于管内流动和传热过程中熵增原理的分析方法,并讨论了摩擦产生的比熵产和传热产生的比熵产以及使比熵产最小的最优雷诺数的影响因素和变化规律.其主要结论如下,当集热器单位面积上吸收的太阳辐射一定时,传热产生的比熵产随着雷诺数增大单调递减,摩擦产生的比熵产随着雷诺数增大单调递增加,当摩擦产生的比熵产逐渐达到与传热产生的比熵产同一量级时,出现一个最优的雷诺数使比熵产最小,这个最优雷诺数会随着流体与管壁的温差增大而增大.     

抛物面槽式太阳能集热器热力性能研究

在已有集热器传热模型的基础上,进行简化,不失模型精度以及主要影响因素均能反应的前提下,简化了模型,便于工程的计算与分析。结果表明,集热器热效率随着流体温度的升高而变小,流体温度小于300℃时,无论集热器处于何种运行工况以及何种流量,其热效率都为60~70%;当真空区域空气压力小于13 332.2 Pa时,集热器效率变化较快,大于13 332.2 Pa时,效率几乎不变;集热器效率随着太阳辐射强度的增加而变大,450~950 W/m2是集热器运行的最佳辐射区间;当风速小于5 m/s时,大气温度越高,集热器热效率越高。     

太阳能集热器测试系统的模糊预测控制

针对太阳能集热器热性能测试系统中基于PID控制算法的不足,提出一种模糊预测控制算法。首先将模糊控制与预测控制结合起来,然后将其共同应用于实际系统的调节,最后运用SIMULINK建立基于PID算法的仿真模型以及基于模糊预测控制算法的仿真模型。仿真结果证明,模糊预测控制方法使温控具有较强的鲁棒性与较快的响应速度,大大提高了系统的检测效率。     

蛇形流道太阳能平板集热器的数值分析

为了提高集热器的集热效率和减小占地面积,对传统的平板集热器流道进行改进,把整体空腔流道改为蛇形流道.利用CFD软件对蛇形流道太阳能平板集热器进行数值模拟,分析集热器入口流速对集热器出口温度和集热效率的影响.结果表明:蛇形流道太阳能平板集热器内部特殊的流道为空气提供有效的漩涡生成场所;入口速度越大,漩涡越大;相邻两气腔内的漩涡越近,集热效果越好.随着入口流速的增加,集热器效率明显增加直到稳定.该模型下的集热效率最高能达到0.76.集热器出口温度随入口流速的增加逐渐降低直到稳定,稳定温度下对应的最低流速为4 m/s,并且出口温度随辐射强度的增加而增大.     

太阳能蓄能/蒸发/集热器性能研究

提出了一种新型的太阳能蓄能/蒸发/集热器,建立了蓄能/蒸发/集热器的相变传热数学模型,得到了充灌石蜡或癸酸的蓄能/蒸发/集热器在蓄能过程中温度场和液化率随时间的变化规律.在南京地区春季典型工况下对充灌水、癸酸或石蜡作为蓄能材料的太阳能蓄能/蒸发/集热器管内温度进行了实验对比研究,结果表明充灌石蜡或癸酸等相变材料,可将白天的太阳能储存下来在夜间利用.并对充灌三种介质的蓄能/蒸发/集热器瞬时集热效率随太阳辐射的变化规律进行了研究,分别拟合得到了瞬时集热效率公式,结果表明充灌石蜡的太阳能蓄能/蒸发/集热器瞬时集热效率最高.     

蓄能型振荡热管太阳能集热器性能研究

本文设计了一种蓄能型振荡热管太阳能集热器,将其应用在蓄能型振荡热管太阳能热泵系统中,实现太阳能分季节全天候利用,提高能源利用率.使用Gambit软件建立蓄能型振荡热管太阳能集热器的三维模型,并利用Fluent软件对蓄能型振荡热管太阳能集热器中相变材料的蓄热过程进行了模拟研究,得到不同集热器结构参数、集热器内蓄能材料、太阳辐射强度、外界换热条件等对其温度场、液化率等的影响.根据模拟结果,振荡热管间距选17 mm,真空管后增设金属反射板,集热管内采用复合相变材料,夏季利用高温相变材料蓄热直接加热热水,冬季利用低温相变材料给热泵蒸发器供热,从而提高系统整体性能.     

两种太阳能空气集热器性能比较研究

为了研究平板式太阳能空气集热器的集热效率,对不同形状吸热板的集热效率进行了动态测试.结果表明,使用穿孔吸热板的平板太阳能空气集热器的出风口温度和集热效率均明显高于使用无孔波纹吸热板的太阳能空气集热器.该集热器可增加对太阳辐射热能的吸收,加强吸热体和空气的对流换热.     

折流板型太阳能空气集热器数值优化

通过数值求解基于雷诺时均的三维定常粘性N-S方程及能量方程,改变结构、特性及运行参数,对折流板型太阳能空气集热器进行了数值优化,模拟结果表明：折流板的引入可有效提高集热效率,同时对于特定尺度的折流板集热器,存在最优分割腔数;增加集热器上部盖板的保温能力可有效提高集热效率,实际使用中推荐保温能力较好的双玻盖板或适当增加空气间层厚度;集热器的热损失以对流散热占主导,辐射散热为次要因素;运行参数如气温、日照强度等对集热器进出口温升影响显著,但对集热效率影响较小。     

西北农村太阳能集中采暖集热器安装场地分析

对西北农村住宅采暖面积、村庄规模及村内住宅建筑密度等问卷调查,分析了农村发展太阳能集中采暖主要限制因素,研究了太阳能集中采暖模式在西北农村的适应性。结果表明,西北农村采用太阳能集中采暖需满足下列条件：集热器安装场地条件,西安农村平均每户需提供集热场地面积为30~40 m 2,兰州、银川农村为40~50 m 2,乌鲁木齐农村为45~60 m 2,西宁、格尔木农村为20~30 m 2;农村住宅容积率条件,西安、西宁、格尔木地区农村最低需满足0.38~0.41,兰州、银川、乌鲁木齐地区为0.27~0.31。对比西北农村太阳能集中采暖条件现状及上述限制性条件分析结果得出,西安、兰州地区超过80%的村庄不能提供足够的集中集热场地;西宁、格尔木地区满足住宅建筑容积率条件的村庄不足30%。     

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。     

与建筑一体化太阳能双效集热器系统夏季工作性能的影响

作为一种新型的太阳能光热建筑一体化系统,与建筑一体化太阳能双效集热器系统具有2种工作模式:在冬季的被动采暖工作模式和在其他无需供暖的时期的集热水工作模式。针对系统以自然循环方式工作的集热水工作模式,进一步建立了系统房间带窗结构时的理论计算模型。以设计的虚拟房间为对象,通过理论分析,研究了在夏季季节运行时,系统的工作水量和背板保温层设计对系统集热水性能和对建筑的热影响的不同情况。结果显示:对于系统设计来说,背板保温层的适宜设计厚度约在0.05 m,工作水量在夏季运行时的适宜量约是40~50kg/m2;系统在夏季工作时可以在一定程度上降低房间的冷负荷,不会造成传统被动采暖系统常遇到的夏季建筑过热问题。