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。     

碳化硅多孔陶瓷太阳能空气集热器的数值模拟

文章提出了一种以碳化硅泡沫陶瓷作为吸热板的双层玻璃盖板太阳能空气集热器,并在直通结构的基础上,设计了一种折流通道结构。建立了集热器的三维物理数学模型,采用有限体积法对模型进行了求解,对太阳辐射强度、介质入口流速与入口温度对性能的影响进行了分析。结果表明,在太阳辐射强度为800 W/m2的条件下,介质入口流速为1～6 m/s,直通式模型和折流式模型的最高集热效率分别为80.12%,78.49%,最高的出口温度分别为312.2,326.87 K。相同条件下,两种集热器的集热效率相比传统的板式集热器提升了20%～30%。研究结果为碳化硅泡沫陶瓷材料提供了一种新的工程应用方向,并为太阳能集热器的优化设计提供了理论基础。     

太阳能空气集热器(Ⅰ型)的数学模型研究

用数学模型化方法研究了太阳能空气集热器的集热传热性能,建立了基于二维假设下的流体流动和热量传递的稳定态数学模型,并用有限差分法进行数值求解,计算得到稳态下太阳能空气集热器的速度、温度分布图以及集热效率与空气流量、入口空气温度、入身太阳辐照度和表面盖板透过率的关系。结果表明,对Ｉ型太阳能空气集热器,集热效率随空气流量和表面盖板透过率的增加而增大,随入口空气温度和入射太阳辐照度的增大而减小。计算结果与     

热管式太阳能PV/T热泵系统的性能研究

文章搭建了热管式太阳能PV/T热泵系统的实验装置,并根据实验装置建立了系统的数学模型,通过实验测试对数学模型进行了验证。研究了系统的热效率、电效率和COP等主要性能参数在全天的变化规律,分析了系统COP偏低的原因和改进措施。结果表明,在测试工况下,日平均热效率为35.4%,日平均电效率为11.0%,日平均COP为2.77,实验值与模拟值的误差均在±15%以内。该研究为热管式太阳能PV/T热泵系统的设计优化与性能研究提供了参考。     

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。     

基于量纲分析的双轴槽式太阳能系统集热性能研究

针对影响双轴跟踪槽式太阳能系统集热效率的多种因素,文章采用量纲分析法建立了集热效率预测模型,构建了包括Re数在内的5个无量纲量。实验测试了不同工况下系统的集热性能,通过多元线性回归对集热效率预测模型进行了求解。研究结果表明:在文章研究范围内,Re对集热效率的影响较大,太阳辐照量、集热管几何参数以及传热工质物性等对集热效率影响相对较小;在集热效率预测模型复测样本范围内,集热效率计算值和实测值之间的最大相对误差不超过15%。文章建立的双轴跟踪槽式太阳能系统集热效率预测模型精度较高,可为槽式太阳能系统的工程设计和优化运行提供理论依据。     

波纹丝网型太阳能空气集热器热性能特性研究

提出一种新型波纹丝网型太阳能空气集热器,根据集热器的传热关系,用Matlab建立数学模型,并搭建实验系统进行测试,验证模型的准确性。利用模型研究关键结构参数和运行参数对集热器热性能的影响规律。结果表明:出口温度和集热量的模拟值与实验值最大偏差分别为2.3 K和4.43%,当温度系数介于0.01~0.05时,波纹丝网型太阳能空气集热器的热效率比波纹填料型和丝网填料型集热器的热效率最大提升9.8%和18%,具有广阔的应用前景和发展潜力。     

不同透明盖板整体式太阳能空气集热器性能研究

为了理清不同盖板形式整体式太阳能空气集热器的传热性能,建立了一维假设下的能量传递数学模型,借助MATLAB编程求解,得到了准静态条件下集热器沿程温度分布、出口温度、集热效率的数值解,对比发现数值解与实验值吻合较好。计算结果表明:采用PC中空阳光板为盖板的集热器比使用钢化玻璃为盖板性能好;两种盖板形式的集热器最佳流量相差不大;集热器存在一个最佳流道高度。     

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。     

太阳能燃气互补供热系统实验研究

介绍一种太阳能燃气互补的供热系统,提出系统的测试方法和能效指标。针对该测试方法,搭建系统测试平台,对系统进行不同工况下的测试,并分析太阳能集热效率的测量误差。实验结果表明,阴天工况下此系统能满足用户用热需求且系统COP为0.756,晴天工况下,在太阳能日总辐射量为46.18 MJ/m~2时,集热器集热效率为59%,系统COP为1.13。由测量误差分析可知,此系统测试数据的最大相对误差为2.1%,误差较小,说明该系统测试数据准确可靠。