平板型太阳能集热器三维动态传热计算模型开发与应用

平板型太阳能集热器热性能受到环境、运行条件和设计因素的共同影响.本文在分析辐照、温度、风速、入射角度等多因素影响的基础上,建立平板型太阳能集热器部件与环境间导热、对流、热辐射等三维动态传热过程计算模型,开发快速差分求解算法并形成软件,应用于平板型集热器的瞬时传热过程分析和全年运行性能预测.通过在人工环境实验系统中进行不同环境条件多工况实验,计算集热效率与实测最大偏差为0.023,相对偏差为4.9％,集热器热性能分析速度和准确度大大提高.软件在考虑风速、入射角度、热惰性等因素后,全年单位面积辐照量4 941 MJ/m2条件下,平板型太阳能集热器的单位面积集热量比依据瞬时效率曲线计算得到的集热量降低11.0％,可更准确地计算集热器在实际环境和运行条件下的热性能,为系统优化设计提供依据.     

平板太阳能空气集热器的数值模拟研究

为评估4种不同类型平板太阳能空气集热器的热性能,本文建立了平板空气集热器的二维稳态CFD模型,对集热器内部空气的流动及热量的传递过程进行数值模拟,并获得了集热器热性能曲线。模拟结果表明,在标准流量下,双流道型(c型)平板空气集热器最大热效率达79.44%,热损系数为5.80,热效率高于其他3种类型的空气集热器,热性能最优。随着空气流量的增加,b型平板太阳能空气集热器由于具有较好的保温特性而表现出更优的集热性能。     

平板太阳能集热器与墙体不同一体化形式分析

针对平板型太阳能集热器与建筑墙体一体化结构,在贴合式和分离式2种结合方式下,以上海地区典型气象年的典型气象日作为外扰参数,使用状态空间模型对二者的传热特性进行了研究。研究结果表明:2种形式的一体化结构的集热器以及单一集热器的出口温度和有效得热量相互差别均很小。三者出口温度最大差值为0.15℃。夏季时,分离式和贴合式一体化结构全天有效得热量分别占单一集热器的99.89%和97.22%,贴合式一体化结构集热器出口温度和有效得热量都比分离式低。而冬季则相反,且该比例为99.26%和106.65%。夏季时,分离式和贴合式一体化结构通过围护结构的传热量分别占单一墙体的90.83%和40.53%。而在冬季,该比例为96.66%和11.12%。2种一体化结构均能减弱室外气象参数波动对墙体内壁面热流的影响。尤其是贴合式,冬季内壁面热流的波动幅度仅占单一墙体的9.75%。     

槽式太阳能集热器传热模型及性能分析

槽式太阳能集热器一维和二维传热数学模型是一组非线性代数方程,为改进求解的稳定性和计算精度,将槽式太阳能集热器一维和二维传热模型的求解看作有约束优化问题,建立了集热器传热过程求解的有约束优化数学模型,应用MATLAB软件优化函数fmincon进行求解。分析了传热流体入口温度及太阳能辐射热流密度变化对集热器性能的影响。采用fmincon函数求解集热器传热过程,计算速度快,计算过程稳定。分析表明,传热流体温度变化对集热器效率的影响大于太阳能辐射热流密度对集热器效率的影响。     

节能建筑光热系统中太阳能集热器的研究进展

总结关于平板型集热器和真空管集热器的国内外文献,概述这2种集热器热性能的主要影响因素及提高热性能的方法。指出2种集热器的存在问题以及研究方向。     

多孔盖板型太阳能平板空气集热器热性能模拟

建立多孔盖板型太阳能平板空气集热器的数值计算模型,利用已有实验数据验证模型的准确性。基于该数值模型研究单位面积系统风量、太阳辐射照度和集热层吸收率对集热器热性能的影响。结果表明,多孔盖板型太阳能平板空气集热器的热性能较普通平板集热器有明显改善。系统风量增大,集热效率相应地增大,而空气通过集热器的压力降也会迅速增大,从而造成系统风机耗电量增加,所以应综合考虑系统的热性能和风机耗电量,合理选择系统风量。空气温升随太阳辐射照度增大而升高,并且接近线性增长,集热效率随着辐射照度增大呈缓慢下降趋势。集热效率随着集热层吸收率增大而显著增大,且接近线性增长。     

平板太阳能空气集热器研究进展及应用

化石能源的过度消耗引发了严重的环境问题,利用可再生能源刻不容缓,太阳能作为一种理想能源,可利用性极强。平板太阳能空气集热器是一种将分散性、不稳定性强的太阳辐射能转换成热能的装置。近年来,国内外学者通过实验和数值模拟等方式对平板太阳能空气集热器进行了广泛研究。将主要介绍平板太阳能空气集热器的主要构成部件及其工作原理;基于对集热器部分评价指标及影响因素的分析,探讨了平板太阳能空气集热器性能优化途径;阐述了平板太阳能空气集热器低温热利用情况。针对集热器结构及建筑一体化等对平板太阳能空气集热器的后续发展提出展望。     

热管平板集热器在建筑与太阳能一体化系统中的应用

建筑能耗在各种能耗中所占的比例较大,降低建筑能耗有很多措施,太阳能就是减少常规能源消耗的有效途径之一。热管平板集热器是一种有良好发展前景的集热器型式,热管平板式集热器具有热容小,启动快,防冻防腐性能好等特点。结合热管平板集热器的特点,分析了其在太阳能系统的应用,设计良好的集热器及太阳能利用系统可以有效地实现建筑节能。     

平板太阳能集热器与建筑物屋顶的一体化结构设计

在建筑设计阶段考虑太阳能集热器与建筑物屋顶的一体化结构设计,可以满足太阳能利用、设施维护、屋顶空间利用和建筑美学等要求。在计算出接收太阳辐射的最佳屋顶坡度的基础上,对双坡对称屋顶、双坡不对称屋顶、单坡屋顶和平屋顶等几种屋顶结构形式进行太阳能集热器安装结构的设计比较,分别分析在不同纬度地区每种屋顶结构在可利用的屋面面积、有效集热器面积和屋顶空间利用等方面的优势和劣势。为了便于太阳能集热器及其水管的安装与维护,提出了一种有维护通道的坡屋顶结构形式。     

平板型太阳能空气集热器的应用分析

本文通过对平板型太阳能空气集热器的理论分析,介绍不同的空气流道厚度、空气流速对空气集热器的散热损失及瞬时效率的影响,为优化设计太阳能空气集热器提供一定的设计依据。     

平板集热器与建筑一体化热特性研究

通过搭建平板集热器与建筑一体化热性能测试实验台,对一体化模式和传统分开模式下的集热器效率进行测试,并对与集热器一体化模式的墙体、分开模式的墙体、没有集热器的墙体温度和热流量进行测试,对比三种模式的墙体换热量,分析了室外环境温度和太阳辐照度对集热器效率和墙体换热量影响。     

北京地区太阳能供暖系统集热器最佳倾角模拟分析

对太阳能集热器进行理论分析,运用动态模拟软件Polysun对太阳能热利用进行仿真模拟,分析了北京地区集热器最佳倾角及其最佳方位角,计算得到全年使用时平板型太阳能集热器的最佳倾角及其最佳方位角。     

一种全新内胆结构的高性能太阳能集热器

本文主要介绍了一款低成本、高性能、长寿命的太阳能集热器,该太阳能集热器具有流道和翅片一次挤出成型、流道连续折弯无焊点,热效率高、热损低的特点。     

太阳能平板集热器关键参数对其热性能的影响

为了提升太阳能在建筑能源供给体系中的比重,形式多样的太阳能集热设备及其系统在建筑领域得到了广泛应用。基于机理分析法,建立了具有单层玻璃盖板的管板式太阳能平板集热器的稳态传热模型。并且针对集热管间距、集热管内径、工质入口温度和工质质量流量等关键参数对集热器集热效率的影响特性进行了数值模拟与分析。结果表明,建立的该稳态传热模型是可行的;此外,在其余参数值保持不变的情况下,减小集热管间距或增加集热管内径均可使集热器瞬时效率增大;增大工质入口温度会导致集热器瞬时效率下降;而增大工质质量流量会提升集热器瞬时效率。这些结论对于太阳能平板集热器在太阳能建筑一体化的实际应用中,具有一定的参考作用。     

低成本的太阳能集热器

Dimplex生产的SOLC201平板集热器被认为最适合用于家用太阳能热水的供应,根据屋顶空间的大小情况可以进行垂直或水平安装,可以一排安装四个面板。为了便于特定情况的使用,它可以提供板岩屋顶或砖瓦屋顶使用的屋顶固定板、平屋顶或地面安装用的独立式设备。     

太阳能在厦门公寓中的设计与应用

简述了厦门市半山公寓太阳能与建筑一体化设计与应用项目的过程情况。结合具体实例对热水集热器在屋顶的具体布置进行研究,说明了集热器的位置确定与集热器的选择方法。用太阳能加热低温热水（〈100℃）,是目前该行业热门的研发课题。探讨并指出,太阳能热水系统与建筑的一体化亦是应该进行研究的课题之一。     

太阳能热泵集热器的优化分析

对太阳能热泵集热器的优化分析进行了研究。通过试验的方法得出,太阳能空气集热器的吸热体具有与工质流动方向垂直的横向波纹,具有更高的效率。进出口接口为3组时,更有利于发挥集热器的效率。     

L型翅片式太阳能平板双效集热器集热性能数值模拟研究

为提高太阳能双效集热器的集热效率,本文对传统平板式太阳能双效集热器和L型翅片式集热器进行数值模拟,对比分析空气集热模式和空气-水复合集热模式的传热特性,并研究空气和水的流量以及翅片高度对L型翅片式双效集热器瞬时集热效率的影响。结果表明:当空气质量流量为0. 016kg/s,水质量流量为0. 018 kg/s时,L型翅片式双效集热器集热效率比传统平板式集热效率提高了9%;集热器中水瞬时集热效率和空气的瞬时集热效率存在相互制约的关系,但随着空气质量流量或者水质量流量的增加,集热器瞬时效率均有所提高;增加翅片高度可以有效的提高集热器的集热效率。     

平板太阳能集热器空气夹层内自然对流换热的数值模拟

本文采用数值模拟技术研究了平板太阳能集热器空气夹层内的自然对流换热,并对影响夹层内自然对流换热的因素进行了分析。结果表明:集热器内自然对流换热热损失随夹层间距的变化而改变,为降低自然对流换热热损失,最佳的空气夹层间距应为3 cm;夹层间距一定时,吸热板温度越高,对流换热系数越大,自然对流换热作用越强;集热器水平放置时,自然对流换热作用最强,热损失最大,当放置角度超过30°后,自然对流换热热损失基本不变。