直流式系统中平板型太阳能集热器数值模拟研究

由于非稳态传热问题通过理论计算得到解析解较困难,本文运用数值模拟方法研究定温放水型直流式系统中平板型太阳能集热器的工作状况,讨论了集热器的管径和管中心距在非稳态传热条件下对集热器的效率和每平方米产水量的影响.可得到结论扁盒式集热器具有较高效率;相同条件下,管径越大集热器效率越高.该结果有利于优化直流式平板集热器的设计参...     

改进型微热管平板太阳能空气集热器性能分析

近年来,以空气作为换热介质的太阳能集热器越来越受到重视。本文以微热管阵列为核心传热元件,设计并搭建了改进型微热管平板太阳能空气集热器性能测试系统。通过实验研究了不同空气流量和不同进口温度对集热器集热性能的影响,获得相应参量对集热器的出口空气温度、集热效率和微热管阵列蒸发段温度的影响特性,分析对比了改进前后集热器的集热性能,得到了集热器效率的归一化曲线。实验结果表明,改进型微热管平板太阳能空气集热器在夏季240 m³/h空气流量时集热性能最佳,改进后的集热器相比原集热器在夏季的平均集热效率最高同比提升13.8%;在240 m³/h风量下的平均集热效率最高达到了74%,对应集热器的压降为9.2 Pa。     

太阳热水器技术讲座(五)太阳热水器的生产

1平板太阳集热器的生产平板太阳集热器是平板太阳热水器的关键部件,它的产品质量直接影响热水器的性能,其生产成本约占热水器总成本的1/2。根据吸热板的断面结构形状来看,平板集热器有管板式、翼管式、扁盒式、扁方式、塑料圆管式、铜铝复合式等(图1),还有蛇形管式和热管式。集热器吸热板的长宽尺寸应按照国家标准GB/T6424—1997的规定加以选择。吸热板的进水口和出水口的设置基本可分为4出口(外循环)和3出口(内循环)2类,如图2所示。(1)吸热板的生产吸热板的生产要根据吸热板的材料及其工质通道与板的结合方式确定加工工艺。例如:不锈钢扁…     

蜂窝结构太阳能集热器的性能

一、引言我国的太阳能热利用较为普及的是各种型式的太阳能热水器系统,其中的关键组件是集热器。改善平板太阳能集热器性能的方法之一,是在集热板与透明盖板之间插置一蜂窝结构。这种蜂窝结构能有效地抑制集热板和透明盖板之间的自然对流换热和辐射换热,从而显著减小集热器的热损失,提高热效率。本文论述蜂窝结构平板太阳能集热器的性能分析和实验结果。     

基于微通道的太阳能集热器及其性能模拟

针对传统的平板型太阳能集热器集热效率较低的问题,本文设计了一款微通道集热器,采用数值模拟方法研究了微通道集热器的工作状况,并分析了传统平板型集热器的管中心距在稳态传热条件下对集热器的效率影响。仿真结果表明:相同条件下,平板型集热器的管间距越小,集热效率越高;微通道集热器的平均集热效率比最佳管间距的平板型集热器高9.3%,比常用的两种平板型集热器分别高20.6%、30.6%。该结果有利于优化平板型集热器的设计参数,为微通道集热器的实际应用提供了依据。     

曲面太阳能集热器与平板太阳能集热器的性能对比实验研究

目前传统的平板太阳能集热器存在占地面积大、集热性能差等缺点,在一定程度上制约了其在中国的推广及应用,而新型的曲面太阳能集热器的集热性能有大幅提升。通过实验平台测试了曲面太阳能集热器与平板太阳能集热器在2种安装角度时的集热性能,并分析了这2种太阳能集热器的集热性能差异。结果显示,在相同安装角度时,曲面太阳能集热器的集热效率高于平板太阳能集热器的。     

复合抛物面太阳能集热器热性能分析

对真空管式复合抛物面太阳能集热器的传热模型进行了分析,在总热损失系数、效率因子、热迁移因子和瞬时效率表达式的基础上,建立了有盖板带翅片的复合抛物面集热器性能预测模型,并对有盖板和无盖板两种类型接收器的集热器进行了瞬时效率的对比计算.结果表明：当集热介质与外界环境间温差较小时,在相同辐射强度的情况下,有盖板带翅片的复合抛物面集热器的集热效率反而比无盖板的复合抛物面集热器的集热效率低;而当集热介质与外界环境温差增加到一定程度时,有盖板带翅片的复合抛物面集热器显示了其集热效率高的优点.     

大尺寸平板太阳集热器集热效率研究

平板型太阳集热器集热效率除了与内部结构参数、运行参数等因素有关外,还受集热器外形尺寸大小的影响。通过建立相同集热面积条件下单一大尺寸平板集热器、并联常规平板集热器的三维物理模型,分析了2类集热系统集热效率、集热量、热损失随尺寸规模的变化关系。发现相同集热面积条件下,相比并联常规平板集热器形式,大尺寸平板集热器集热效率有所增加,约增大4%;但对于常规并联平板集热器,随着并联面积增大其热损失所占比例均有所增大,集热效率也有一定的降低;而对于单一大尺寸平板集热器,随着外形尺寸增大,热损失所占比例降低,且集热效率有所升高。研究结论可对大型平板集热器的尺寸设计提供设计指导。     

一种冲孔波纹板渗透型空气集热器性能优化研究

提出采用冲孔波纹板的渗透型空气集热器,并对下进风、上出风和上进风、下出风两种运行模式建立传热数学模型,通过实验值与模拟值的对比,验证数学模型的准确性。以集热器的进出口温差、集热效率为评价指标,模拟研究集热器的结构参数、运行参数对集热器性能的影响。研究结果表明在两种模式下,集热板开孔率、集热板高度和空气流速对集热器性能影响较为明显,集热板开孔率最佳范围为8%~16%,集热板最佳高度为1.6~2.8 m,空气流速宜选择0.40~0.60 m/s。     

平板集热器铁管板式集热板的最佳化

本文利用平板集热器管板式集热板的最佳化数学模型,计算得到了我国目前应用较广泛的铁管板式集热板的最佳化参数——在最小成本/效率参数时的最佳管间距、最佳板厚以及最佳管径。     

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°。     

反射式线性菲涅尔集热器性能的实验研究与模拟分析

采用热网络法建立菲涅尔集热系统CPC腔式接收器的数值传热模型,搭建集热器系统,实验研究集热器效率、CPC腔的集热性能。利用数值传热模型分析太阳辐照度、镜场宽度、工质入口温度和质量流量的变化对系统出口温度和效率的影响,以期为菲涅尔集热器出口参数的控制提供依据。实验数据验证了模型的有效性,模拟结果显示,质量流量对工质出口参数影响最大;镜场宽度和辐照度对集热效率的影响最为显著;菲涅尔集热器的热效率可达68%。     

全流道式平板型太阳能集热器的试验研究与模拟分析

以全流道式平板型太阳能集热器为研究对象,首先进行了集热性能试验测试,在此基础上,利用CFD技术对不同排管管径全流道吸热板内传热介质的流动与传热进行模拟。试验结果表明,全流道集热器集热性能好、保温性能优,最高瞬时集热效率可达86.1%,热损失系数仅为4.179 W/(m~2·℃);与有关国家标准比较,最高瞬时集热效率高14.1%,热损失系数低1.82 W/(m~2·℃)。模拟结果表明:全流道板芯在增大流体传热接触面积的同时产生了横向导流作用,使各排管间流体流量分布更为均衡;全流道板芯热阻小,壁面上热流分布均匀,有效地增大了板芯的对流换热。     

高效全湿润型太阳能集热器的研究

介绍一种高效全湿润型太阳能集热器，它是由多流道组成，管板合二为一的整体式集热器，每块吸热板可布置１５￣２０条流道，比铜铝复合板芯的流道数增加一倍多，且流道横截面为扁弧形状，因而具有载热容量小，结合热阻为零，传热性能优异，集热效率高，承压性能优良等特点。     

铝幕墙板太阳能集热器的性能研究

研制了一种铝幕墙板与集热元件一体化的新型太阳能集热器,并通过所搭建的测试平台对其集热性能及隔热特性进行了测试研究。通过实验测试,对该集热器在不同工况下的集热性能、隔热特性及其影响因素进行了系统分析,得出了集热器的累积集热量、集热效率、隔热特性等性能评价参数。测试结果表明,铝幕墙板太阳能集热器的平均集热效率为23%,隔热性能优于普通铝幕墙板。该装置具有太阳能集热及隔热功能,为建筑高效利用太阳能,实现太阳能与建筑一体化提供了一种新的工程应用模式。     

二氧化锡选择性透过涂层对平板集热器效率的影响

本文报道了水解法制备的选择性透过氧化锡涂层的特性(太阳透过率τ=0.69—0.71,红外发射率ε=0.24—0.31),研究了涂层厚度和导电性对涂层光学性能的影响。有涂层与无涂层单层玻璃盖板平板集热器相比,效率无明显提高。第二层内表面有涂层的双层玻璃盖板集热器与普通双层玻璃盖板集热器相比,效率有一定的提高,并且集热温度较高。     

槽式太阳集热器传热与流动性能研究

以槽式太阳集热器为研究对象,建立集热器的传热流动数学模型,通过Fluent模拟,研究其传热、流动性能,并对模拟结果进行实验对比验证,对比结果表明二者吻合较好。在此基础上,分析太阳直射辐射(DNI)、集热器入口流体温度及流速对集热器集热效率、流体温升及压损的影响规律,并对流经集热器传热流体的流速进行优化,从而为槽式太阳集热器的优化设计及运行提供参考依据。     

我国平板太阳能集热器整板黑铬技术取得实质性突破

本刊讯日前,本刊记者从广州平板太阳能热水器高峰论坛上获悉,我国平板集热器整板黑铬技术取得实质性突破。目前市场上比较常见的平板太阳能集热器类板芯都是由几块吸热板拼接,拼接处会造成集热面积的损耗。上海一家太阳能公司的技术人员发言称,具有自主知识产权的宽1m的整板黑铬集热器板芯已经研制成功,并正在申请专利。整板黑铬     

太阳能平板空气集热器内部流动与传热分析

基于雷诺时均的三维定常粘性N-S方程及能量方程,对内设挡流板的太阳能平板空气集热器内部流动和传热特性进行数值分析和实验验证,模拟结果与实验测量结果显示出良好的一致性。研究表明:挡流板的存在致使内部流动非常复杂,挡流板背侧发生显著的流动分离与再附着现象,同时对温度场产生重要影响,因此消除各种涡流是提高集热效率的有效途径之一;气流在挡流板末端发生180°偏转形成的二次流增加了流动损失,但同时实现了冷热流体的掺混,强化了换热;集热板的多种换热方式中对流换热占主导,辐射换热占总换热量的1/7,为提高集热效率,应设法进一步降低集热板平均温度。     

分析太阳能平板集热器吸热板芯传热性能的一种简易方法

该文通过对太阳能平板集热器吸热板芯的传热分析。导出了一种能计算集热器吸热板温度场分布的简易方法,通过与有限元数值计算方法得出结果的对比。表明这种方法是可靠的,可以用于分析吸热板结构。气象参数等因素对太阳能集热器传热的影响。以利于优化集热器结构。