太阳集热器热性能测试方法研究进展

以集热器热性能的测试和评价方法为研究对象,综述了太阳集热器热性能测试方法的发展现状,并对已有的具有代表性的集热器热性能测试方法做了较详细的分析,指出了各测试方法在测试过程和参数估计过程中所具有的优缺点,并在此基础上提出当前集热器热性能测试存在的问题和今后的研究重点.     

平板型太阳集热器热性能评价方法的研究

本文分析了风速对平板型太阳集热器顶部热损失系数的影响,导出了风速影响修正系数及经验公式。讨论了集热器基准瞬时效率方程和集热器名义能量收益概念,这两个概念有利于合理地评价平板型太阳集热器的热性能。     

平板太阳集热器列阵的二维模型与热性能

本文分析了管板式太阳集热器列阵的流动与传热。考虑了支管流量分布不均匀、吸热板二维导热及浮升力等因素,建立了离散型的二维数学模型,求得了数值解。计算结果表明,集热器列阵的布置方式和支管流量分布的均匀性对列阵的热性能有很大的影响。逆流布置(U型)的列阵由于流动的短路现象而使热效率明显降低。计算所得的数值结果与实验结果符合良好。     

全玻璃真空太阳集热器反射器材料及性能

全玻璃真空管太阳集热器所使用的反射器材料分为两种：漫反射和镜反射材料。 在光学中,反射分为三种,即镜反射、漫反射和一般反射 (包括镜反射和漫反射 )。如图 1所示。 前两种是在理想状态下才有的反射,一般材料的反射很难有全部是镜反射或全部是漫反射的,只能是以漫反射为主或以镜反射为主的反射材料,其表面简称漫反射表面或镜反射表面。 不同类型的反射材料,应用于不同的使用条件。例如太阳灶,它的反射板要求有很高的聚光能力,因此它的反射器就需要使用以镜反射为主的高反射材料制成。对于全玻璃真空管太阳集热器,用漫反射材料作反射器比较经济,也有用镜反射材料作反射器的。 一全玻璃真空管太阳集热器用的漫反射器 真空集热管的吸收表面呈圆柱形,即背向太阳的表面也有吸收涂层 (这与平板集热器有本质区别 ),怎样才能充分利用背向太阳部分的吸收涂层呢 ?基于这种考虑,就有了真空集热管背部的反射板。首先看一下真空集热管及反射板与光线之间的关系 (以正午时太阳垂直入射为例 ),如图 2所示。 如图 2(a)所示,在光线垂直入射时,如果选择的反射板是以镜反射为主的反射材料,那么,大多数光线会沿入射方向返回,不能被集热管上背向太阳的吸收涂层吸收,浪费了这部分能量;而如图 2(b)中所示,如果是以漫反射为主的反射材料作为真空集热管背面的反射板,那么通过漫射作用,就会有大部分光线到达集热管背向太阳的一面,充分利用了真空集热管为圆柱形吸收表面的优势,从而达到减少真空集热管用量,降低成本的目的。通过计算,集热管的前部与背部接收辐射能的比值为 2 3∶ 1,即集热管前部接收 70％总接收到的辐射,而集热管背部接收 30％总接收到的辐射。 由以上的分析可以看出,真空管太阳热水器是应该有反射背板的。但到底选什么样的材料作为反射板,还要考虑多种因素,如反射材料的光学性能、化学稳定性、强度及价格等。光学性能主要指反射材料的反射比,作为真空集热管太阳热水器反射材料,首先要求有高的太阳反射比,同时又有较高的漫反射比。化学稳定性主要是耐酸、碱腐蚀能力。强度是指抗大风能力。下面就介绍几种常用反射材料的光学性能及化学稳定性。     

太阳集热器时间常数分析及测试讨论

时间常数作为集热器最重要的动态特性之一，表明了集热器对太阳辐照瞬变响应的快慢，时间常数的测试是集热器热性能测试的重要内容。本文在一阶系统基础上讨论了时间常数，提出了在集热器时间常数测量基础上，判定集热器与一阶系统的符合程度的方法。同时提出了当集热器很好的符合一阶系统时更准确得出时间常数的方法。     

两种太阳集热器的热性能对比分析

介绍了平板型太阳集热器和热管式真空管太阳集热器,并对其热性能进行了测试分析对比.平板型太阳集热器所能达到的最高效率略高于热管式真空管太阳集热器,但是随着集热温度升高,其热损失增大,效率降低,热管式真空管太阳集热器的集热效率波动较小,稳定在较高的水平。     

新型平板型太阳集热器热性能浅析

平板型太阳集热器有相对低廉的价格、成熟的制造技术及固有的热性能特点，在我国气候温暖的南方有很大市场，在寒冷的北方只有部分应用。这主要是由于平板型集热器保温性能差，与外界有热交换，高温效率特性不好的原因造成的。所以提高平板型集热器热性能指标，生产出新一代平板集热器是满足市场需求的唯一出路。     

平板型太阳集热器盖板及保温层性能测试与初步研究

主要针对目前在国内极具发展潜力的平板型太阳集热器进行重点研究.应用太阳集热器的动态性能测试方法,对自行设计制作的不同保温材料组成的太阳能空气集热系统进行了性能测试,并结合FLUENT软件对试验过程进行模拟,提出材料费用比原系统节省1/2的新型保温材料结构的新方案.针对集热器透明盖板结构进行对比试验,得到:透光率为0.6...     

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。     

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。     

平板太阳能集热器热损系数及稳定性研究

为分析空晒对平板太阳能集热器热损的影响,通过准稳态的测试方法,得出3种涂层(蓝膜、黑铬、阳极氧化)集热器的热性能.此外,也分析了总热损系数随吸热板的平均温度、环温和风速等因素的变化趋势.分析结果表明,经过长期的空晒老化,蓝膜、黑铬和阳极氧化太阳能集热器的总热损系数分别为5.072、5.246和5.996 W/(m2·K...     

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。     

A TRANSPARENT INSULATION MATERIAL FOR SOLAR COOKERS AND COLLECTORS

A Transparent Insulation Material (TIM) was manufactured from plastic film and shown to reduce the cover normalised heat loss coefficient, U/η₀ by over 50% relative to a double-glazed cover system. Such a TIM could be made from polyester film to produce a stagnation-proof and cost-effective cooker which would have greater chance of adoption than less efficient cookers currently made. A cover produced in this fashion would have a normalised loss coefficient, U/η₀, of approximately 3 W/m²K.     

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。     

多排槽式反射镜风压分布及干扰研究

为研究多排槽式反射镜不同位置处的风荷载特性及其互相干扰,对单个反射镜及多排反射镜进行缩尺为1/40的刚性模型测压试验,试验变量为测压模型的风攻角、风向角以及其在群镜中的位置。首先测得各工况下镜面的风压分布数据,绘制镜面风压系数等值线图和反射镜力系数变化曲线,然后分析了反射镜互相干扰对镜面风荷载的影响。研究表明：中间列首排反射镜所受风荷载最大,其阻力系数是单镜的2倍,中间列其余排反射镜阻力系数为单镜的30%~70%;边缘列首排反射镜阻力系数为单镜的1.88倍,其余各排在单镜的1.20倍以上;建议将镜场分为4类区域分别进行结构设计。     

OPTIMIZATION OF DOMESTIC SOLAR WATER HEATING SYSTEM

TRNSYS program was used to simulate the performance of a thermosyphon type domestic solar water heating system which is used in the West Bank. The system installation and operation parameters were optimized including collector tilt angle, the hot water storage tank volume and location relative to the collector, and the hot water consumption pattern and daily rate.     

DESIGN AND PERFORMANCE OF AN ORIGINAL FRENCH SOLAR HEATING SYSTEM: DIRECT SOLAR FLOOR HEATING

Direct Solar Floor Heating ( DSFH) is an original solar heating system made of a set of water circulation pipes embedded in a concrete floor which is directly connected to the solar collectors without heat exchanger or any other storage. The concrete slab is thick enough to be used as storage. Performance of many installations in France have been measured and give satisfaction. Furthermore, a simplified sizing method has been proposed. We set forth simulations with EMGP2, in order to improve both of these results and to optimize the economic and technical performances of the system. An optimum size which the method did not anticipate is indeed found if we correctly took into account the function of the floor in the system. Two points have to be supervised: comfort and regulation for which some preliminary informations are given. A methodology is proposed in order to analyse bare results from measured data.     

A REVIEW OF LARGE-SCALE SOLAR HEATING SYSTEMS IN EUROPE

Large-scale solar applications benefit from the effect of scale. Compared to small solar domestic hot water (DHW) systems for single-family houses, the solar heat cost can be cut at least in third. The most interesting projects for replacing fossil fuels and the reduction of CO₂-emissions are solar systems with seasonal storage in combination with gas or biomass boilers. In the framework of the EU–APAS project “Large-scale Solar Heating Systems”, thirteen existing plants in six European countries have been evaluated. The yearly solar gains of the systems are between 300 and 550 kWh per m² collector area. The investment cost of solar plants with short-term storage varies from 300 up to 600 ECU per m². Systems with seasonal storage show investment costs twice as high. Results of studies concerning the market potential for solar heating plants, taking new collector concepts and industrial production into account, are presented. Site specific studies and predesign of large-scale solar heating plants in six European countries for housing developments show a 50% cost reduction compared to existing projects. The cost–benefit-ratio for the planned systems with long-term storage is between 0.7 and 1.5 ECU per kWh per year.