U型管式全玻璃真空管集热器热效率及性能研究

在能量平衡分析的基础上，建立了U型管式全玻璃真空管太阳能集热器热效率方程，推导了集热器热损系数、效率因子等性能参数的计算公式，理论计算热效率与实验数据吻合良好。计算分析表明，真空管热损系数与吸热管和环境温差并非线性关系，将其关联式按环境温度分段整理将使计算结果更接近实际；涂层发射比对集热器的热效率影响较大，降低涂层发射比是提高集热器效率的有效途径；采取适当的措施降低吸热管与肋片间的接触热阻后，采用U型管连接方式不会时热利用系统集热器效率造成太大影响。     

集热器效率与能量曲线统一的探讨

由于对太阳能集热器面积定义的不统一,当用不同的面积进行计算时,造成了同一台集热器得到不同瞬时效率方程的结果,因此,不能真实地反映集热器热性能的优劣,甚至会引起用户误解。文章以全玻璃真空管集热器和U型管CPC集热器的测试为基础,对测试数据进行了效率和能量方程的拟合与计算,每台集热器只得到唯一的能量方程和曲线;并且,能量方程仅与太阳总辐照度G和集热器进口温度与环境温度之差(ti-ta)有关,与集热器面积无关,避免了计算面积对集热器性能曲线的影响。用能量方程来表示集热器的热性能更合理,建议将其纳入相关标准中,以准确表征集热器的热性能。     

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。     

直膨式太阳能热泵采暖蓄能制冷应用研究

以U型管式太阳集热器作为热泵系统的蒸发器,利用太阳能工程及传热学等热力学相关知识,对该直膨式太阳能热泵系统进行能效分析。论证结果表明:太阳集热器的综合效率达到90%以上,系统能效COP约3.53,同时以上海地区单户采暖为例,描述直膨式太阳能热泵采暖蓄能供冷系统的设计过程,该研究能够为太阳能热泵采暖及蓄能供冷的优化设计提供借鉴。     

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。     

气压检测在太阳能集热器工程中的应用

太阳能热水器按照是否承压可以分为承压式和非承压式两种。目前大部分太阳能集热器工程为非承压式,而承压式集热器工程由于自身的特点,正逐渐受到企业和用户的青睐。本文主要介绍U型管集热器串并联工程。     

不同气候条件下平板太阳能集热器动态热性能的解析

利用一种可结合环境气象数据等参数来计算平板太阳能集热器一段时间内集热效率动态分布的数学模型,对比研究了不同气候区典型城市年平均效率及逐月效率分布的差异,分析了入口温度与环境温度温差、太阳辐照度对集热器全年瞬时效率的影响,并将该模型与《太阳能供热采暖工程技术规范》中的集热效率计算方法进行了对比。通过分析说明了在研究太阳能集热器的集热效率时,应结合气象条件和运行参数动态进行研究分析,冬季的瞬时效率并非总是低于夏季。该模型可更精确地模拟实际工程情况来计算集热器平均效率,是一种更加适应不同气候地区的太阳能集热器热性能模型,为工程实例中平板太阳能集热器平均效率的选取提供了参考。     

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     

抛物面槽式太阳能集热器场热损失分析

在已有的计算集热器场吸收有用能量模型的基础上,加入影响集热器场效率的热学因素,优化了集热器场效率计算模型,并验证了优化模型的精确性。利用优化模型对抛物面槽式太阳能集热器场热损失机理进行了研究。结果表明,集热器集热元件热效率、入射角以及由入射角引起的端部损失是影响集热器场效率的主要因素。在太阳辐射强度一定的情况下,入射角越小、集热器热收集元件的热效率越高时,集热器场效率越高。     

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。     

典型太阳能集热器热性能研究

以当今市场保有量最高的两种典型太阳能集热器——全玻璃真空管型太阳能集热器和平板型太阳能集热器为研究对象,从能量传递角度,构建了太阳能集热器在理想状态下的热效率模型,并依据模型计算了极限热效率;最后对两种太阳能集热器做了热性能测试实验,并使用最小二乘法拟合出太阳能集热器瞬时热效率与归一化温差的关系,对比两种太阳能集热器在同一实验条件下的极限热效率和热损失系数,并验证了该模型的正确性。     

槽式太阳能聚焦集热器太阳跟踪方式的优化研究

通过数值模拟的方法为槽式太阳能聚焦集热器选取一种最佳的太阳跟踪方式,具体研究内容包括:地表日太阳直射辐射量的计算、不同太阳跟踪方式时槽式太阳能聚焦集热器的抛物面反射镜年接收太阳直射辐射总量的对比,以及南北倾斜式跟踪方式最佳倾角的研究.研究发现,在上海地区,槽式太阳能聚焦集热器的抛物面反射镜接收的太阳直射辐射量从高到低排...     

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。     

金属直通型集热管非选择性吸收涂层段热性能研究

考虑金属连接裸管和膨胀节的影响,建立了太阳能槽式集热器能量转换数学模型,分析其吸热、散热和光热转换效率并与常规计算方式进行了对比。计算表明金属连接裸管段的热损失较大,其对集热器性能的影响较膨胀节更为显著。随着太阳直射辐射强度的降低和金属集热管温度的升高,太阳能槽式集热器光热转换效率逐渐降低。对比等同计算方式,本文所采用的差异化计算所得的吸热量较低,集热器热效率与文献中的实测值相比误差在3%左右,更加贴近实际情况。     

南北向真空管太阳能集热器日采光量的简化计算方法研究

真空管太阳能集热器的热性能检测应该以其实际接收的太阳辐照量为基准。然而,目前评定真空管太阳能集热器热性能的依据为集热器平面接收到的太阳辐照量,因此,现有检测方法得到的结果并不能反映真空管太阳能集热器的真实热性能。文章基于辐射计算的经验关系式构建了南北向真空管太阳能集热器(NSETC)日采光量的简化计算方法。计算结果表明:当真空管太阳能集热器安装倾角偏离当地纬度10°、方位角偏离正南20°以内时,基于简化计算方法和直接数值计算方法得到的Rb,t-s之间的相对偏差均小于2%;Rb的估算值与直接数值计算值之间的相对偏差小于2.2%;采用二维和三维天空辐射模型计算得到的真空管太阳能集热器天空辐射采光量之间的相对偏差小于0.65%;由太阳直接辐射简化计算方法结合二维天空辐射模型计算得到的真空管太阳能集热器年采光量,与直接数值计算结合三维天空辐射模型计算得到的年采光量之间的相对偏差小于1%。     

泡沫金属平板式太阳能集热器传热性能的研究

主要研究泡沫金属对平板式太阳能集热器内传热情况的影响。考虑固体骨架与流体之间的传热温差,建立二维瞬态局部热不平衡的能量双方程模型,运用数值分析的方法求解控制方程。分别研究不同泡沫金属块高度与孔隙率对太阳能集热器排管内传热的影响,并分析不同情况下的Nu数、压降和综合节能性能。结果表明:与传统的平板式太阳能集热器相比,在集热器排管内填充泡沫金属能显著增强管内传热;随着泡沫金属块高度的增加和孔隙率的减小,Nu数增大的同时压降也随之增大。在应用中,以节能性能因子对泡沫金属结构进行优化。     

槽式抛物面太阳能聚焦集热器的理论研究

建立了槽式抛物面太阳能聚焦集热器(PTC)的一维、非稳态传热模型,给出了沿轴线的光强分布公式,对PTC的热性能进行了数值模拟,并与实验结果进行了比较,模拟结果与实验结果的误差在4.6%以内,两者吻合较好,验证了模型的合理性.对采用不同形式集热器的太阳能双效吸收式制冷系统的性能进行了分析对比,结果显示,采用PTC的太阳能吸收式制冷系统具有最佳的系统性能.     

不同月份及不同安装角度时平板太阳能集热器接收的太阳辐照量分析

通过理论计算模型推算出在山东省济南市不同月份及不同安装角度时平板太阳能集热器接收的太阳辐照量理论数据,并与实际测量数据进行对比.结果表明:理论数据与实测数据存在高度的一致性;与安装角度为75°时相比,安装角度为90°时平板太阳能集热器接收的太阳辐照量有所下降;通过对全年不同安装角度下平板太阳能集热器接收的太阳辐照量实测...     

填充型U型管式真空集热管的热性能分析

通过理论分析方法对一种新型的填充型U型管式真空集热管的热性能进行研究,建立U型管内流体的能量平衡方程,分析U型管两支管内流体沿轴向的温度变化,对热损失系数和填充层导热系数等影响集热管热性能的关键参数进行分析。并以石墨作为填充材料,对石墨填充U型管式和铝翼U型管式真空集热管进行试验研究。结果表明:理论分析和试验研究的结果吻合较好,填充U型管式真空集热管具有良好的热性能,其集热效率可较现有铝翼型U型管式真空集热管提升12%。     

直膨式太阳能热泵热水器的仿真分析

基于直膨式太阳能热泵热水器的热力循环,在建立太阳集热器/蒸发器和冷凝器的分布参数数学模型、压缩机和热力膨胀阀的集总参数数学模型的基础上,用能量平衡和质量平衡等约束条件将四大部件结合起来并进行求解。理论计算结果与若干典型工况下的实验数据对比表明:集热器平均集热效率的平均相对误差为4.6%,热水得热量、压缩机功耗、COP等指标的平均相对误差都在1%以内;热水温度、COP和集热器集热效率的理论和实验值的瞬时变化规律吻合良好,从而验证了此仿真数学模型的准确性。