基于线性菲涅尔反射镜的二次反射塔式太阳集热器性能分析

提出基于线性菲涅尔反射镜的二次反射塔式太阳集热器的设计原理,设计一个由3组定日镜组成的小型塔式集热器,分析塔式集热器的光学性能,当光线垂直入射时,其光学效率可达65%。搭建基于线性菲涅尔反射镜的二次反射塔式集热系统实验台。测试结果表明,入口温度110℃时,热效率为51.6%;工质进口温度110℃时,热损失系数为38.6 W/(m~2·℃),热损失为583.4 W。     

双层中空玻璃盖板太阳能平板集热器集热性能实验测试研究

文章提出了一种采用双层中空玻璃盖板且吸热板表面镀有蓝钛膜的太阳能平板集热器,并在不同的工质流量和进口温度条件下对该集热器的集热性能进行实验测试,得到该集热器的瞬时集热效率曲线。研究结果表明,该集热器的集热效率曲线截距为0.83,热损系数为3.1 W/(m~2·K),该集热器的集热性能明显优于其他结构的平板集热器。此外,文章建立了该集热器的数学模型,得到该集热器的总热损系数和热迁移因子的数学表达式。     

一种采用腔体吸收器的线性菲涅尔太阳集热器性能分析与优化

通过理论与实验的方法,对一种采用方形腔体吸收器的线性菲涅尔太阳集热器的集热性能进行研究,分析影响菲涅尔集热器光学性能和集热性能的影响因素,通过Matlab编程模拟集热器的集热性能,并由实验测试进行验证。该集热器的光学效率为78.6%,最高集热温度为180℃,在集热温度80~150℃的范围内,集热效率从52.3%变化到36.2%,热损系数从9.5 W/(m~2?K)升至22.8 W/(m~2?K)。与此同时,通过Trace Pro软件模拟,对集热器的设计结构进行优化分析。研究表明:该菲涅尔太阳集热器具有良好的集热性能,在适宜的天气条件下运行稳定可靠,且具有易搭建、维护简单和技术经济性好的特点,在中温太阳能的热利用领域具有良好的应用前景。     

开孔折流板型太阳能空气集热器流动传热特性研究

对开孔型折流板太阳能空气集热器内部流动和传热特性进行了数值模拟研究。结果表明:开孔射流与主流的相互作用使折流板背侧分离涡范围变小,同时产生更多小范围涡旋,使得流体掺混更加充分,腔内气流温度分布更为均匀,集热板和玻璃盖板的温度有不同程度降低。对一个含4块折流板,每块折流板开3个孔的集热器,在入口流量为0.013kg/(s·m~2)的条件下,与原型集热器相比,开孔型集热器进出口总压损失下降8.8%,集热板平均辐射散热损失下降12.29%,玻璃盖板总热损失下降9.1%,折算成集热效率提高3.6%。同时,发现折流板开孔对集热器第一腔的流动和换热特性没有显著影响,如要提高进一步集热效率,还应设法改善第一腔室的气流组织。     

内插式太阳能真空管空气集热器性能分析

建立了内插管式真空管空气集热器管内空气流动与换热的三维瞬态模型,该模型能够反映真空管吸热层表面辐射热流随时间和各微元位置不同而变化的特点。对不同工况下集热器的主要性能参数及内插管与真空管吸热体表面的温度分布进行预测。同时对横双排内插管式真空管空气集热器进行实验研究,理论和实验相结合,分析了不同工况下集热器的集热温度、瞬时集热效率、热损系数等性能参数,该集热器春夏季在30～80℃的集热温度范围内,集热效率在50%～70%之间,热损系数集中在2～6W/(m~2·K)的范围内。     

折形折流板式太阳能空气集热器的数值模拟

为了提高太阳能空气集热器的集热效率,文章提出了折形折流板式集热器,以增大集热面积,增强空气在流道内的扰流和换热效果。通过数值模拟得到,折流板的不同折形角度(60,90,120°)对集热器集热效率的影响,以及当折流板的折形角度为60°时,不同折流板间距、集热器进口风速条件下集热器的集热效率、热损失系数、热迁移因子和压力损失等。研究结果表明:当集热器进口温度为278 K,环境温度为274 K,集热器进口风速为2 m/s时,若折形角度为60°,则集热器的出口温度最大,为350.35 K,集热效率最高,为55.47%;当折流板间距为350 mm时,集热器的集热效率与热迁移因子最大,分别为57.34%,0.595。     

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。     

平板太阳能集热器冬季运行策略优选实验与集热性能对比研究

为进一步改善平板太阳能集热器(FPSC)冬季水温提升能力的不足，通过搭建的实验平台对FPSC冬季运行策略展开多项实验，分析不同运行模式所对应的集热性能以及适用条件，为平板集热器更高效利用提供参考方案。研究发现：单块FPSC高流速运行的集热效率可达63.74%，各项热性能指标参数优异，但水箱温度偏低；串联、并联系统的水温提升能力较单块模式显著增强，全天温升超过30℃，■效率达到5.15%。其中，并联系统的热效率、对流换热系数、热损失系数分别为51.52%、41.95 W/(m²·K)、4.74 W/(m²·K)，明显优于串联系统的45.33%、38.74 W/(m²·K)、4.81 W/(m²·K)，集热性能更佳；系统冬季低流速运行将出现断流现象，同时水箱内部温度分层明显；高流速运行工况下，降低水箱容积将缩短有效集热时间，无法充分吸收太阳辐照能；增大水箱容积虽能减少集热损失，但系统温升下降造成热能品质降低。     

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.     

轻质双层纺织基太阳能空气集热器的集热性能试验研究

纺织基太阳能空气集热器作为轻质柔软的太阳能集热器,在中低温集热领域具有潜在的应用前景。文章设计了新型双层纺织基太阳能空气集热器,并进行户外试验,探究单双层结构、间隔丝密度、空气质量流量对集热器性能的影响。研究结果表明:在空气质量流量为0.023 kg/(m²·s)时,双层纺织基太阳能空气集热器热转移因子和总热损系数分别为0.97和5.87 W/(m²·℃),集热性能优于同条件下单层结构集热器;进出口空气温差和集热效率随间隔丝密度的增加而增加;集热效率随空气质量流量的增加而增加,当空气质量流量为0.037 kg/(m²·s)时,间隔丝密度为36根/cm²的集热器集热效率为0.64。