新型槽式跟踪太阳能集热器的中高温热利用研究

采用新型导热介质,主要介绍了集热装置的热性能实验方法,并着重对槽式跟踪太阳能集热器集热性能进行了研究及分析,通过对槽式跟踪热管真空管集热器理论值与试验值的比较,结果表明:利用导热油强化传热技术并结合热管技术,使得槽式跟踪太阳能集热器具有较高的集热效率,可产压力2 MPa,温度达200℃以上的饱和蒸汽。     

太阳能辅助集热型水源热泵设计及特性分析

水-水源热泵机组在冬季温度较低的条件下运行一段时间后,会出现制热性能下降并频繁转入保护工况现象。为改善水-水源热泵性能,在负荷匹配的情况下提高其经济性,设想在原热泵系统中增设太阳能辅助集热装置。简要介绍太阳能辅助集热型热泵系统的形式和组成,包括太阳能集热器形式选择、贮热水槽的要求等,同时着重进行冬季供暖工况的热力设计计算。设计计算表明,冬季供热循环时增设太阳能辅助系统之后供热系数有较大提高。在夏季只需将太阳能集热系统与制冷系统分离,即可作生活热水系统使用。     

太阳能集热真空膜蒸发系统及其盐溶液浓缩试验

采用太阳能集热真空膜蒸发系统对高浓盐水进行蒸发浓缩试验研究,考察了温度,真空度以及盐水溶液浓度对浓缩效果的影响。结果表明:温度、真空度的提高均能增大膜通量;实验中聚四氟乙烯(PTFE)膜组件的最高膜蒸发浓缩通量可达3.94kg/(m2·h);其中盐水浓度能从7%蒸发浓缩至32%,不产生明显的结晶.太阳能集热装置能维持料液温度在60~80℃范围内,供热稳定性良好,具有放大应用前景.     

聚光太阳能集热场先进技术综述

聚光太阳能热发电技术因其稳定性、可控性,以及高装机容量成为太阳能热利用方式的重要形式。太阳能集热场的集热效率是影响聚光太阳能热电站发电容量和光电效率的重要因素。针对近期太阳能集热场提高光热转化性能的关键技术,从光学结构、集热器结构以及流体工质3个方面进行综述,总结了先进的集热器优化策略和性能提升技术,并指出相应优化方法的局限性,在此基础上对集热场技术未来的发展提出展望。     

新型太阳能热管集热墙性能研究

建立了一种与建筑围护结构相结合的新型太阳能热管集热墙,该集热墙通过内置重力热管将太阳能由室外传给室内辐射板,并将辐射板作为室内采暖系统末端直接向室内散热。通过实验和数值研究表明,该系统集热效率较高,优化以后瞬时效率可达79.4%;当热管贴合面积与集热板或辐射板接触面积之比为18.4%时系统性能较高;通过旋转热管传热芯,夏季阻热性能较好。     

太阳能空气集热耦合地板蓄热系统热特性实验研究

提出了一种适用于被动式太阳能空气供暖的混凝土地板蓄热系统,并对该蓄热系统在寒冷地区农村住宅中的应用进行了热特性及其影响因素实验研究。讨论了该蓄热系统对室内热环境的作用,不同集热器朝向、热气流湿度及供风速度作用下地板蓄热系统的蓄放热特性。实验结果表明,太阳能空气集热耦合混凝土地板蓄热系统充分利用建筑本体结构蓄热,有效提高了太阳能供暖房间的室内温度及其稳定性。     

直接吸收式太阳能集热系统研究综述

对直接吸收式太阳能集热系统及其所用集热介质的研究现状进行了综述。用于直接吸收式太阳能集热系统的集热介质主要有黑色液体、气-固或液-固悬浮体系、熔盐及其三者的相互混合物。在直接吸收式太阳能集热系统中,由于集热介质既是吸热材料也是传热材料,因此,要求集热介质应具有吸收率高、稳定性好、热导率高、与容器相容性好等性能,但是目前传统的集热介质都存在较多的不足,难以推广应用。提出了使用纳米流体作为新一代直接吸收式太阳能集热介质,并对其进行了初步实验,得到了较好的效果。     

CPC热管真空管式热水器实验研究

研制了一种CPC(复合抛物面聚焦)热管真空管式太阳能热水器。该热水器在普通玻璃真空管热水器的基础上耦合热管技术,并增加了CPC聚光板。对该热水器与全玻璃真空管太阳能热水器进行了热性能对比实验研究。结果表明,在300 W/m2~800 W/m2日照条件下,该新型热水器单位面积集热功率最高可达610 W/m2;平均集热效率约为80%,比全玻璃真空管太阳能热水器的瞬时效率高10%~20%;导热介质的最高温度达到103℃。证明增加CPC聚光板及运用导热油可有效提高集热品位,利用热管技术可解决严寒地区的抗冻问题,所以,CPC热管真空管式太阳能热水器将具有较广阔的市场前景。     

太阳能集热板镀膜及其设备

介绍了采用真空磁控溅射的方法在太阳能集热板上镀选择性吸收膜，从而使平板太阳能热水器的热效率得到提高；集热板的αs=0．91～0．96；ε≤0．1。并介绍了镀膜设备的性能。     

新一代太阳能集热板真空镀膜生产线系统的开发

本文介绍了新一代太阳能集热板真空镀膜生产线系统组成及其主要结构的特点。该系统制备的集热板选择性吸收涂层具有良好的光热性能、力学性能和耐候性能;提高集热板光热效率和涂层的使用寿命并实现了集热板集热涂层生产的环保化和连续化,对平板集热器的发展和应用具有极大的推动作用。     

基于Al2O3纳米流体的槽式太阳能热发电集热器传热建模及性能分析

基于计算流体动力学中的有限体积法,研究了Al₂O₃/Syltherm800导热油纳米流体作为传热介质时槽式太阳能热发电集热器的性能,建立了真空管集热器的三维模型,进行了光学模拟和传热数值模拟,并通过实验进行了验证。在非均匀热流密度分布的情况下,研究了进口温度、进口流速等运行参数对采用纳米流体的槽式集热器传热性能的影响规律。结果表明:随着Al₂O₃体积分数的增加,槽式集热器的换热性能及热效率均有所提高;进口温度、进口流速等运行参数对集热器的传热性能影响很大,随着进口温度的上升和进口流速的减小,纳米流体对传热性能的影响程度逐渐增大。     

槽式真空集热器散热分析与编程计算

介绍了一种太阳能槽式真空集热器,描述了其几何结构,分析了其传热过程,建立了一维散热量计算模型,并用Visual Basic编程软件开发了一个槽式真空集热管散热量的计算程序。用该程序计算美国国家可再生能源实验室(NREL)研究的Schott’s 2008 PTR70型集热器的散热量,计算结果与实测结果吻合较好;并用该计算程序分析了环境温度、吸热管辐射率和玻璃管导热系数对槽式真空集热器散热量的影响。该计算程序可作为一种实用的分析计算工具,为太阳能槽式真空集热器的设计提供理论计算依据。     

平板太阳能集热器强化传热应用研究进展

集热器作为平板太阳能热水器的关键部分,其传热性能决定着热水器集热效率的高低。介绍了平板太阳能集热器的典型结构以及传热方式,综述了平板太阳能集热器目前所采用的强化传热方式及今后强化传热技术的发展趋势。     

Application of artificial bee colony algorithm for inverse modelling of a solar collector

This paper deals with the inverse analysis of a double-glazed flat-plate solar collector using the artificial bee colony (ABC) optimization algorithm. In domestic water heating, both low and high heat output from the solar collector is undesirable, so the solar collector is required to supply the hot water at a particular temperature only, which in turn requires a given distribution of heat loss factor. With this criterion, the present analysis is aimed at predicting feasible dimensions and configurations of a solar collector satisfying a prescribed distribution of heat loss factor using ABC algorithm. It is observed that many feasible alternatives of unknowns exist which satisfy a prescribed requirement, and using the ABC algorithm, the size of the solar collector can be minimised by 6–32% with reference to the existing records. The effects of changing ambient conditions are also studied. Furthermore, a comparative study of the ABC algorithm against other heuristic algorithms reveals its suitability and efficacy for the present estimation problem.     

水平轴跟踪槽式太阳能集热器动态集热量计算与分析

介绍了两种槽式单轴太阳能集热跟踪模式,建立了一种适用于不同跟踪方式下槽式水平轴集热器的动态集热量计算模型和计算流程。以拉萨为例详细分析了水平东西轴,南北轴追踪模式下的集热器效率与集热量。结果表明,该地区槽式水平轴集热追踪方式对集热器效率的影响很小,对于供暖系统而言,采用东西轴跟踪比南北轴跟踪方式提高约7%的集热量。     

不同跟踪类型槽式集热器接收太阳辐射量的对比分析

基于晴空辐射模型和太阳光线入射角模型,从集热器集热面接收太阳辐射量的角度,对4种跟踪类型的槽式集热器进行理论计算。通过对比分析得知:采用双轴跟踪槽式集热器接收的太阳辐射量最多,其次为地轴跟踪槽式集热器。综合考虑跟踪系统的稳定性、复杂程度和成本问题,夏季供冷建议优先选用东西跟踪槽式集热器,冬季供热应选用南北跟踪槽式集热器,供冷和供热两用时,优先考虑选用东西跟踪槽式集热器。     

高性能SS-AlN金属陶瓷真空太阳集热管的制备

采用真空磁控溅射沉积SS-AlN金属陶瓷太阳选择性吸收涂层.涂层光学功能层的制备,先采用铜靶溅射Cu红外反射层;再采用不锈钢(SS)和铝两金属靶在Ar和N2的混合气体中同时溅射沉积SS-AlN金属陶瓷吸收层;最后采用Al靶在Ar和N2中反应溅射沉积AlN减反射层.金属陶瓷吸收层由高、低SS体积份额的两吸收子层组成.优化溅射镀膜工艺参数获得高性能吸收涂层,太阳吸收比α(AM1.5)高达0.956±0.003(国标GB:α≥0.86),比GB高10％;红外发射比ε仅为0.043±0.003(GB:ε≤0.08).制备成φ58×2100 mm全玻璃真空太阳集热管,80℃平均热损系数ULT仅为0.47±0.01 W/m2℃ (GB:ULT≤0.85 W/m2℃),比GB低0.38W/m2℃,性能提高45％.制备的真空集热管具有良好的真空品质,集热管内管加热350℃恒温480 h后,吸气镜面轴向长度平均消失率仅为2～3％,集热管真空品质优于GB高达100倍以上(GB:350℃恒温48 h,镜面消失率≤50％).     

特种吸热黑玻璃的研制及应用

本文报导了集吸热材料和结构材料双功能干一体的特种吸热黑玻璃组成、工艺及性能;以及用它制成真空集热管和集热器的特性。表明了该特种黑玻璃作新型太阳能吸热材料的应用前景。