热管真空管集热器及太阳能热水系统

热管真空管集热器是继闷晒式、平板式、全玻璃真空管集热器后的第四代太阳能集热产品．在太阳能领域得到了广泛的应用。分析了热管真空管的原理、结构及传热特性;以国外产品为例,论述了热管真空管集热器的特点及工作性能;对直流式热管真空管热水系统和典型的间接式供热供暖及泳池热水系统进行了分析。     

磁纳米流体热管太阳能集热装置换热性能试验

设计了一套换热系统试验台,分别把磁纳米流体和水作为热管的工质,对玻璃真空管内插热管式太阳能集热器进行对比试验,分析两种集热器处于不同倾角、不同天气条件、不同总辐射量下的光热转换瞬时效率及日平均效率。此外,比较了玻璃真空集热器和热管内插式集热器的平均热损失系数。研究表明:内插热管式集热器的平均热损失系数约为全玻璃真空管集热器的2.32%,远小于全玻璃真空集热管,且工质为纳米流体的热管式玻璃真空管太阳能集热器的热损失系数比水工质热管真空集热管更低,其瞬时效率及日平均效率更高,运行更加高效、安全、稳定。     

太阳能集热器种类介绍

目前在太阳能热水工程中通常采用的太阳能集热器主要有平板型太阳能集热器、全玻璃真空管集热器、U型管式真空管集热器、热管式真空管集热器和直流式真空管集热器五种。对于全年使用的比较大型的太阳能中央热水系统．要求太阳能集热器应具有一定的承压力．比较高集热效率，比较小的管道阻力，抗冻能力强，易于维护。     

太阳能集热器种类介绍

正目前在太阳能热水工程中通常采用的太阳能集热器主要有平板型太阳能集热器、全玻璃真空管集热器、U型管式真空管集热器、热管式真空管集热器和直流式真空管集热器五种。对于全年使用的比较大型的太阳能中央热水系统,要求太阳能集热器应具有一定的承压力,比较高集热效率,比较小的管道阻力,抗冻能力强,易于维护。在这几种太阳能集     

热管式真空太阳能集热管及其应用

热管式真空太阳能集热管(简称热管式真空管或热管真空管),是金属吸热体太阳能真空集热管的一种,具备了全玻璃真空管良好的集热和保温性能,以及平板式集热器金属的良好导热性和机械强度。它以热管作为核心传热原件,具有其他类型的太阳能集热产品不可替代的优势。热管真空     

玻璃真空管内插热管式太阳热水系统热性能研究

对玻璃真空管内插热管式太阳集热系统的结构特点和热性能进行了研究.通过理论分析和热性能实验,对两种热水器的日有用得热量、平均热损因数进行了分析研究,并将实验数据用最小二乘法拟合,得出较为理想的热性能曲线.理论分析与实验结果表明:玻璃真空管内插热管式热水器与全玻璃真空管式热水器相比,日有用得热量高、平均热损因数小、热容小,具有较好的高温效率特性和保温特性,为其在太阳能膜蒸馏系统上的应用研究奠定了基础.     

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。     

两种全玻璃真空管型太阳集热器集热系统动态特性比较

利用实验研究全玻璃真空管型集热器热模型的结果表明,全玻璃真空管内的容水热容对太阳能热水系统动态特性的影响不容忽略,应在模拟采用的方程中包含热容项。冬季采暖工况下比较全玻璃管及U型管式全玻璃真空管型集热器组成的太阳能热水系统的热性能:集热器的出水温度、水泵的运行、有效集热量等,结果显示,在不考虑热容影响情况下,全玻璃管集热器系统的集热量、热效率稍大于U型管式系统。但考虑实际存在的管内容水热容的影响后,U型管式全玻璃真空管型集热器系统却明显大于全玻璃管真空管型集热器系统。通过不同气候条件下的4个典型地区的模拟结果显示,2种集热器集热系统,U型管式全玻璃真空管型集热系统有相对较高的集热效率。对于容水量差距较大的集热器,完全依靠集热器截距效率、热损失系数难以完全评判太阳能集热系统的有效集热能力。     

太阳热水器在军队住房中的应用

近年来,太阳热水器系统由于环保和节能双重优势,在我国发展很快,品种也较多。热管式真空管是一种高效的太阳能集热元件,它具有工作温度高,承压能力大,耐冷热冲击等独特的优点。热管式真空管组成的太阳热水系统,运行可靠,安装方便,适应性强,在军队住房中有广阔的应用发展前景。我国幅员辽阔,三分之二以上地区,年日照在2000小时以上。地理气候条件相差大,南方地区年平均气温较高;北方地区,冬季时间长,气候寒冷。在北方地区,比较适用常规玻璃真空太阳能集热器和金属热管组成的热管式真空管集热器。热管式真空管集热器,真空管…     

专利信息

高效双玻璃真空热管太阳能集热管;一种太阳能环保厕所装置;一种新型平板太阳能集热器外框;太阳能真空管热水、开水两用器;一种三工况地源热泵机组系统。     

全玻璃真空管太阳热水器数值模拟研究

基于FLUENT软件及TECPLOT软件,通过对均匀加热条件下的全玻璃真空管太阳热水器内流场及温度场的数值模拟,研究了热水器的对流换热与传质过程;分析了集热管倾角、真空管双面受热对热水器内流场及温度场的影响和真空管与水箱连接处、垂直等温面上的流体速度、温度分布。结果表明,在真空管与水箱连接处出现随机的涡流和真空管内出现分段的小环流,对传热传质过程不利,特别是对于带反射板的双面受热的集热器,应采取措施确保管内对流换热流动的有序性。建议加装导流板,并初步探讨了导流板的长度,确立了最佳板长模拟结构,为后续的理论研究与试验打下基础。     

集热方式对全玻璃真空管太阳能热水器性能的影响

为对比分析自然循环竖排管、强制循环竖排管和强制循环横排管3种集热方式对全玻璃真空管太阳热水器有效集热量、平均有效集热效率和瞬时有效集热量等的影响,以3组30支Φ58×1800 mm的全玻璃真空管太阳热水器为研究对象,在兰州地区搭建试验平台,在太阳辐射为19.0～25.7 MJ/m²,风速为0.5～1.3 m/s,平均环境温度为8.9～12.0℃的情况下进行连续5 d的试验。试验结果表明:自然循环竖排管热水器有效集热量和平均有效集热效率比强制循环竖排管热水器分别高6.6～8.3 MJ、10.8%～14.8%;强制循环竖排管热水器有效集热量和平均有效集热效率比强制循环横排管热水器分别高0.9～3.4 MJ、1.6%～5.0%。从有效集热面积、真空管内部换热强度、循环管道热损失共3个方面解释不同集热方式产生差异的原因。     

All-glass vacuum tube collector heat transfer model used in forced-circulation solar water heating system

The aim of this paper is to establish the heat transfer model of all-glass vacuum tube collector used in forced-circulation solar water heating system. In this model, the simplified heat transfer of collector is composed of the natural convection in single glass tube and forced flow in manifold header. Thus the heat balance equation of water in single tube and the heat balance equation of water in manifold header have been established. The flow equation is also built by analyzing the friction and buoyancy in tube. Through solved these equations the relationship between the collector average temperature, the outlet temperature and natural convection flow rate have been obtained. From this relationship and energy balance equation of collector, the collector outlet temperature can be calculated. The validated experiments of this model were carried out in winter of Beijing.     

带有内插棒的全玻璃真空管太阳热水器的实验研究

对一种带有内插棒的全真空集热管和由其构成的热水器进行了实验研究。结果表明，该管热容小、启动快、传热和流动性好，热水器的热效率和水利用率较高，防冻抗冻性能优良。     

真空玻璃盖板热管平板式太阳能热水器的研制

介绍了研究成功的采用真空玻璃盖板的热管平板式太阳能热水器,测试了其性能,并与全玻璃真空管太阳能热水器和蜂窝热管太阳能热水器进行了比较。实测得到,真空玻璃盖板热管平板式热水器的日平均效率比后两分别大13．3％和6．5％,平均热损系数比后两分别小52．5％和21．5％。真空玻璃盖板平板式太阳能热水器性能优越,有很好的应用前景。     

开放式热管中温太阳能空气集热装置的试验研究

设计一种使用简化CPC(非追踪式复合抛物线聚光板)集热板和新型开放式热管组合的全真空玻璃集热管中温太阳能空气集热装置。每个集热单元包括一个简化CPC集热板,一根全真空玻璃集热管,在玻璃集热管内安装一个铜管和外部的一个蒸汽包连接构成一个开放式热管结构。蒸汽包内安装螺旋换热管加热通过换热管的流动空气工质。分别使用水和CuO纳米流体作为热管工质,以空气作为集热工质,对热管式中温空气集热器的传热特性进行了实验研究。分析了不同工作压力、不同工质及纳米流体质量分数对热管集热传热特性的影响,详细比较了热管水工质和纳米流体工质在集热传热性能上的优劣。试验结果表明:本系统只使用2根玻璃集热管构成集热器,空气最大出口温度在夏天可达到200℃,在冬天可接近160℃,系统平均集热效率达到0.4以上,整个系统表现了良好的中温集热特性。以纳米流体为工质的热管热阻比以水为工质时平均降低了20%左右     

Water generation through desiccant using novel-designed solar still coupled with heat pipe vacuum tube collector: An experimental observation

In this article, an experiment has been carried out with heat pipe vacuum or evacuated tube collector to produce water from atmospheric air. In this experiment, the regeneration and adsorption method has been adopted, that is, water has been produced through the adsorption and regeneration of desiccants. The desiccant is heated through a hot surface to facilitate its regeneration. Limited experiments have been conducted to obtain water through the regeneration of desiccant using a hot surface. For the condensation of water vapor, a novel box has been designed, named the “novel-designed acrylic box.” The water is collected in a measuring flask or beaker to determine its quantity. Silica gel desiccant has been used for the adsorption and regeneration of water vapors. In this experiment, the adsorption process for silica gel was carried out in two different ways. In the first method, 1 kg of silica gel was scattered on the copper tray, that is, inside the system, while in the second method, 1 kg of silica gel was scattered on the paper, that is, outside of the system. In the first case silica gel adsorbed 137 g water vapor, and in the second case, it adsorbed 232 g water vapor. In the first case of adsorption, 70 mL water was produced while in the second case of adsorption, 175 mL water was produced from ambient air. The system's maximum efficiency was found to be 4.9%. Effects of various parameters, such as solar intensity, ambient temperature, wind speed, and so forth, have been studied.     

提高太阳能集热器热性能的实验研究

在能量平衡方程的基础上,以《家用太阳热水器热性能试验方法》（GB／T12915—1991）为依据,对两种有渐开线反光板且吸热体形状不同的热管真空管和一种无反光板的热管真空管进行了对比实验。结果表明,渐开线反光板可大幅度提高热管真空管热水器的日平均效率,加反光板且吸热体为圆柱形的集热器能够达到更好的效果。     

具有内插管的真空管太阳能热水器性能研究

为了提高真空管集热管效率,在相同环境下,对未插内管和插有内管的玻璃真空管太阳能热水器进行了三维数值模拟。分析表明,通过在真空管中插入内管可以改善真空管内冷热水的流动和换热,提高真空管集热器的效率。对插入不同长度内插管的三组实验做了比较,结果表明,应合理选择内插管的长度。     

简化CPC式全真空玻璃集热管太阳能高温空气集热器的传热模型研究

对一种新型简化CPC(非追踪式复合抛物线聚光板)式全真空玻璃集热管太阳能高温空气集热系统的传热过程进行了理论分析和数值模拟计算,通过实验数据对该传热模型进行了验证分析。该系统由多个集热单元组成,每个集热单元包括一个简化CPC集热板,一根全真空玻璃集热管,在玻璃集热管内安装一个U形铜管。流动空气在各级U形铜管内被逐级加热。计算研究表明:系统空气最大出口温度可达到200℃,系统平均集热效率达到0.3以上,整个系统表现了良好的高温集热特性。同时,计算也表明当系统工质流量增加时,只要系统增加更多的集热管以增加系统总功率即可满足工质温度达到200℃的设计要求。研究提出的新型简化CPC式全真空玻璃集热管太阳能高温空气集热系统是一种有工业实用前途的太阳能集热器;研究提出的传热模型模拟效果也可以满足一般性工程计算需求。