太阳能供暖的有效集热量与有效太阳辐照度

针对传统太阳能供暖设计的问题,提出了有效集热量与有效太阳辐照度的概念,系统分析了典型地区太阳能的有效集热量与有效太阳辐照度指标,并与传统日平均集热量计算方法进行了对比分析。结果表明:冬季存在11%～15%的太阳辐照量为无效太阳辐照量,在集热器选型计算与安装方位优化中应予以剔除;集热温度对有效集热量有重要影响,对于拉萨地区,集热温度每提高5℃,平板集热器的有效集热量下降约8%,真空管集热器的有效集热量下降约4%;传统集热量计算方法对于辐照量与集热效率均采用日平均计算方法,导致计算结果存在不确定性误差,误差的大小与当地气温波动、太阳辐照特征、集热参数及集热器类型等多种因素相关。     

银川地区太阳能地板辐射供暖性能测试分析

针对银川地区冬季常规供暖方式造成的能源消耗量大和环境污染问题,设计搭建了太阳能低温地板辐射供暖系统。通过测试供暖期实验日室内外空气温度、太阳辐射照度、集热介质进出口温度等参数,分析了太阳能供热量、集热器集热效率、供暖节能率,探讨了太阳能地板辐射供暖在银川地区应用的可行性。测试数据表明:太阳能地板辐射供暖全天可维持室内平均温度高于室外平均温度12℃;集热系统运行时间为10:30—16:30,太阳能集热效率可达60%以上;日太阳辐射得热量为65 MJ,占总供暖热量的70%以上。     

对青藏高原地区建筑太阳能热水供暖的几点看法

分析了青藏高原的气候和供暖热负荷的特点,认为青藏高原地区建筑供暖应充分利用太阳辐射热.对太阳能光热集热器的实时即热效率进行了分析,指出集热水温只有达到供暖温度要求,太阳能集热量才能作为太阳能贡献率的评价依据.对太阳能集热、蓄热、取热及辅助热源系统和室内供暖系统的参数优化组合进行了分析,提出了设计应用的方法.     

太阳能集热屋面的性能测试分析

通水屋面虽能实现屋面隔热,但不能满足利用太阳能为建筑供应热水的需求。本文在通水屋面构造设计的基础上,研制出1种新型低成本的太阳能集热、隔热及冷却屋面模块,并建造了太阳能集热屋面模块性能测试平台,通过不同模块对比测试方法,对所研制模块的集热量、集热效率及其隔热性能等进行了测试分析。通过测量集热模块在不同工况下的集热管进出口水温、流量以及环境温湿度、辐射强度、模块各构造层温度及传热热流等性能参数,获得了集热模块在不同工况下的集热量、集热效率、模块隔热性能等随时间的变化规律及其评价参数,分析了模块集热性能与辐射强度及流量之间的变化关系,对比分析了不同构造模式下集热模块的隔热性能及其变化特点,为其工程应用提供了基本的实验依据。本模块也为建筑屋面隔热、冷却及集热提供了1种低成本的构成模式,并为屋面冷却及太阳能集热提供了1种新的工程应用方法。     

论太阳能热水系统建筑应用工程评价现场测试方法——集热系统日平均进口温度对集热系统效率的影响分析

在可再生能源能效测评中,为了确认太阳能热水系统建筑应用的实际应用效果,需要对太阳能热水系统进行现场测试。文章首先分析集热系统进口温度对集热系统效率的影响,并通过案例分析得出:采用短期测试太阳能热水系统全年系统集热效率时,集热系统日平均进口温度的合理范围为30℃左右;集热系统日平均进口温度在30℃~40℃时,计算全年集热系统效率达到最大值。     

幕墙式太阳能供暖系统热性能测试与分析

结合幕墙式太阳能供暖系统示范工程,进行了系统热性能测试。在2013年1月7—9日测试期间,室外平均气温为-7.7℃,太阳能集热系统的平均集热效率约为27.5%,补热系统的热泵平均COP为1.554;在3月13—15日测试期间,室外平均温度为3℃,热泵平均COP为1.782;3月13日的测试结果表明,集热系统的有效平均热效率为18.8%,系统的水箱和管路热损失较小,仅占太阳能有效集热量的9.16%。末端风机盘管采用侧面向下送风的气流组织形式时,室内供暖效果较好。     

两种集中式太阳能集热器集热效率对比研究

针对真空管式和平板式两种使用最多的太阳能集热器开展研究,选取两种系统对其效果进行实测,并对TRNSYS模拟软件的模拟结果进行验证,然后对两种集热系统在不同太阳能辐射区间进行典型日集热效率模拟,进而进行全年辐射和温度条件下进行模拟。结果显示,条件相同情况下,无论典型日还是全年平均值,平板式集热器集热效率均高于真空管式。平板式太阳能热水系统为47. 1%,而真空管式太阳能热水系统的全年平均集热效率为42. 9%;同种条件下,在有太阳辐射时,室外温度对平板式太阳能集热器集热效率有影响,但影响不大。     

直通式真空管太阳能空气集热器的实验研究

研究了一种新型的直通式多根真空管空气集热器装置,包括直通式(两端开口)真空集热管和上下分集管。直通式真空管太阳能空气集热器安装在南墙的外面,室内空气进入集热器,加热后送回房间,实现了太阳能供暖,不需要风机或者水泵,简单可靠。搭建了试验台并测试了冬季供暖时的热性能。通过实验得出,该装置集热效率最高的点出现在14:00,集热效率为51%,其集热效率最低的点出现在16:00,集热效率为46%,全天的总效率为36.3%,具有较高的热效率。     

相变集热蓄热墙供暖性能优化研究——以拉萨地区为例

青藏高原地区大力提倡被动式太阳能采暖,集热蓄热墙即其中一项重要技术,但应用中仍存在平均室温低、室温波动较大等问题。本文考虑太阳能选择性吸收涂层、PC中空板、定形相变材料的应用以改善集热蓄热墙的集热效率与供暖稳定性。利用Fluent建立其二维瞬态模型,并考虑高原低空气密度、低自然对流换热系数等特点修正模型输入参数。经验证平均误差在10%以内。模拟结果表明:相变集热蓄热墙集热效率对集热面发射率敏感,使用选择性涂层后由21.9%增大至43.2%;透明盖板采用轻质、不易碎的PC中空板,集热效率与普通玻璃持平;定形相变材料可调节一日内供热量分布以改善供暖稳定性,可降低瞬时供热量日振幅32.5%,相变温度偏低时作用效果明显变差,而相变温区宽窄为非敏感因素。     

基于微细通道集热/蒸发器的太阳能热泵热水系统性能模拟与实验研究

提出了一种自主设计的微细通道集热/蒸发器,采用树形分支模型,由2块铝板冷轧吹胀而成,减小了接触热阻,提高了集热器的换热系数。将集热/蒸发器应用到太阳能热泵热水系统中,介绍了集热/蒸发器的数学模型。通过模拟和实验研究,分析了不同工况条件下系统性能系数COP、集热器集热效率、加热时间及各运行参数的变化特性。结果显示:将150L水从15℃加热到50℃时,系统全年平均COP为4.8,平均集热效率为1.3,平均加热时间为314min;环境温度的升高和太阳辐照度的降低会使集热效率显著增大;热泵系统性能的模拟结果与实验结果变化趋势一致,证明了数学模型和计算方法的可行性。     

倾斜翅片平板太阳能集热器试验研究

对倾斜翅片平板太阳能集热器的集热效率及使用该集热器的热水系统得热量进行试验分析,结果表明,与常规平板集热器相比,倾斜翅片平板集热器具有更平缓的集热效率曲线,垂直安装时用于热水系统得热量更高,为建筑立面垂直一体化安装及构件化提供了更多依据。     

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。     

构件式无水箱太阳能热水器热性能实验研究

针对构件式无水箱太阳能热水器,设计实验方案对其热性能进行实验研究,具体包括集热效率、保温性能和防冻性能三个方面。实验结果表明:集热器在冬季典型测试工况下综合集热效率为50.5%;集热器水温在当地温差下温降为14.34℃,其中立管底部热损失最大;在寒冷、连续无有效辐照量且不开启电伴热的情况下,系统有一定结冰可能性,在开启电伴热情况下,可使集热器系统底部保持一定的不结冰温度。     

基于TRNSYS太阳能空气源热泵供暖系统模拟研究

为了实现太阳能供暖系统的高效运行,本文采用TRNSYS软件对太阳能空气源热泵供暖系统进行了模拟仿真.研究不同蓄热水箱体积与集热面积配比(VAR)下复合供暖系统的集热效率,有效集热量及空气源热泵供热量的变化情况,设计7组VAR参数,分别为0.235 rn,0.115m,0.073 rn,0.053 rn,0.041 m,0.033 m和0.027 m.结果 表明:随着VAR的减小集热器的平均集热效率和有效集热量有所减小,且随着VAR的减小集热效率降低的幅度也有所增大.随着VAR的减小,空气源热泵供热量有所增加,且空气源热泵的供热量在11月份和3月份较少,1月份最大.     

基于TRNSYS太阳能空气源热泵供暖系统模拟研究

为了实现太阳能供暖系统的高效运行,本文采用TRNSYS软件对太阳能空气源热泵供暖系统进行了模拟仿真.研究不同蓄热水箱体积与集热面积配比(VAR)下复合供暖系统的集热效率,有效集热量及空气源热泵供热量的变化情况,设计7组VAR参数,分别为0.235 rn,0.115m,0.073 rn,0.053 rn,0.041 m,0.033 m和0.027 m.结果 表明:随着VAR的减小集热器的平均集热效率和有效集热量有所减小,且随着VAR的减小集热效率降低的幅度也有所增大.随着VAR的减小,空气源热泵供热量有所增加,且空气源热泵的供热量在11月份和3月份较少,1月份最大.     

基于TRNSYS太阳能空气源热泵供暖系统模拟研究

为了实现太阳能供暖系统的高效运行,本文采用TRNSYS软件对太阳能空气源热泵供暖系统进行了模拟仿真.研究不同蓄热水箱体积与集热面积配比(VAR)下复合供暖系统的集热效率,有效集热量及空气源热泵供热量的变化情况,设计7组VAR参数,分别为0.235 rn,0.115m,0.073 rn,0.053 rn,0.041 m,0.033 m和0.027 m.结果 表明:随着VAR的减小集热器的平均集热效率和有效集热量有所减小,且随着VAR的减小集热效率降低的幅度也有所增大.随着VAR的减小,空气源热泵供热量有所增加,且空气源热泵的供热量在11月份和3月份较少,1月份最大.     

石蜡为介质的一体化太阳能热泵热水器实验研究

本文提出了1种新型蓄能型一体化太阳能热泵热水器系统(SHPWHICSE),搭建了实验测试装置。在南京地区春季典型工况下,对集热/蓄能/蒸发一体化太阳能热泵热水器系统充灌蓄能材料石蜡前后的蓄能特性进行了实验研究。结果表明:充灌相变材料石蜡后,相变材料通过固-液相变储存足够的太阳能,SHPWHICSE系统可保证在1天中任意时刻启动。采用石蜡为蓄能介质的一体化太阳能热泵热水器系统的COP和得热效率均高于未充灌相变材料的系统。太阳辐射强度的不稳定波动对采用石蜡为蓄能介质的一体化太阳能热泵热水器系统得热效率的影响比其对未充灌相变材料的太阳能热泵热水器系统的影响小。     

陶瓷太阳能集热板研究进展

陶瓷太阳能集热板以无白度要求的普通陶瓷及钒钛黑瓷为原料,具有成本低、寿命长、易制造等特点,与玻璃真空管集热器及金属平板集热器相比有着明显的优势。介绍了陶瓷太阳能集热板的外形与结构,回顾了现有研究成果。通过测试给出了陶瓷集热板的日有用得热量与集热效率等数据。陶瓷集热板可通过建筑与构造设计,方便地与建筑立面及屋顶结合,还可作为附加保温、隔热、防水层使用。经进一步研发后,特别适于北方农村地区的大规模推广使用。     

正弦型肋片太阳能空气集热器的数值模拟

本文提出了一种正弦型肋片太阳能空气集热器,采用三因素三水平的正交试验法,对不同肋片参数的模型进行数值模拟,得出最优肋片参数组合为:波纹幅值15mm,波纹周期100 mm和肋片高度45 mm.研究表明:在10时至15时的典型工况下,太阳辐射照度变化集热效率的影响较小.空气流量在0.03～O.08kg/s范围内,相较平板型肋片太阳能空气集热器,正弦型肋片太阳能空气集热器的平均集热效率高约4.9％、热迁移因子高约0.045,其热损系数则降低0.112 W/(m2·K),表明优化后太阳能空气集热器具有较高的集热性能和较低的热损失.     

高效率自然循环式太阳能集热板

日本“东工电器”股份有限公司研制成功一种高效率自然循环式太阳能集热板。这种集热板使用独特的真空二层式太阳能集热管,液体流过集热管,将热量带走,贮入集热箱。该产品的集热效率在93％以上,反射率低于3.5％,比过去的