平板太阳能集热器强化传热特性研究

介绍平板太阳能集热器的典型结构、传热特性及数学模型,综述平板太阳能集热器改进透明盖板,设置透明隔热层,改进吸收涂层,优化吸热板、采用纳米流体等强化传热措施及发展趋势。     

基于多孔陶瓷的体吸收太阳能集热器性能分析

体吸收型太阳能集热器是3种主要的太阳能集热器之一,具有结构简单,效率高等优点,并且出口空气温度可达800℃以上,应用前景广阔。在体吸收太阳能集热器中,采用多孔材料而不是管路来加热工质,入射辐射可以从外到内逐步进行吸收。该文基于多孔泡沫陶瓷材料构建了一个一维体吸收太阳能集热器计算模型,在此基础上,计算分析了不同参数下的温度分布情况及热辐射吸收效率。研究结果表明,随着多孔陶瓷孔隙率的降低,出口空气温度及陶瓷内部气体与固体达到稳定的深度均逐渐降低,而接收器前表面温度逐渐提高;随着孔径的下降接收器尾部气体出口温度逐渐下降,内部气体和固体达到稳定的深度逐渐减小,但由于孔径的减小使得对流换热系数显著上升,因此其前表面的温度变化并不明显。太阳能吸收效率随着空气流速的降低和入口空气温度的增大而明显提高,但随着入射辐射强度的提高而降低。     

太阳能空气集热耦合地板蓄热系统热特性实验研究

提出了一种适用于被动式太阳能空气供暖的混凝土地板蓄热系统,并对该蓄热系统在寒冷地区农村住宅中的应用进行了热特性及其影响因素实验研究。讨论了该蓄热系统对室内热环境的作用,不同集热器朝向、热气流湿度及供风速度作用下地板蓄热系统的蓄放热特性。实验结果表明,太阳能空气集热耦合混凝土地板蓄热系统充分利用建筑本体结构蓄热,有效提高了太阳能供暖房间的室内温度及其稳定性。     

国外太阳能应用新信息

游泳池的太阳能加热　　利用太阳能加热游泳池水 ,在短短的 2～ 3年时间便可回收其加热器的投资 ,这是非常有魅力的。美国有 30万以上的人安装了游泳池太阳能加热器。美国大部分的州可进行游泳的时间很短 ,只被限制于短短的夏季。舒适的室外游泳池的水温最好在 2 4～ 2 6℃之间。游泳池水温加热系统与住宅用温水加热系统不同 ,游泳池水温加热用的集热器 ,没有必要使用透明盖板或者绝热泵 ,这种形式集热器热损失少 ,所以任何种类的游泳池所使用的均是市场出售的没有加热盖板的黑色平板型集热器。游泳池总加热措施是简单的 ,水池本身可起到蓄…     

有限元热分析中空气夹层传热处理方法及其验证

以传热学理论为基础,考虑夹层空气的热传导、对流和辐射,确定夹层空气传热的处理原则。对于较薄空气夹层,在考虑导热和辐射传热的基础上,作等效导热处理;对于较厚和厚空气夹层,则在考虑边界对流、辐射传热的基础上,引入中间节点,处理夹层空气与两壁间的传热。在结构有限元热分析中,用此方法处理空气夹层,温度值计算分析结果与实验实测温度值比较,相符较好。     

封闭三角形通道内热管的自然对流换热研究

论述和分析了封闭腔内自然对流换热的研究进展,运用Fluent软件对封闭三角形通道内的热管与壁面的二维散热问题进行了数值模拟,模拟了封闭腔内空气自然对流换热的温度场和速度场。     

新型槽式跟踪太阳能集热器的中高温热利用研究

采用新型导热介质,主要介绍了集热装置的热性能实验方法,并着重对槽式跟踪太阳能集热器集热性能进行了研究及分析,通过对槽式跟踪热管真空管集热器理论值与试验值的比较,结果表明:利用导热油强化传热技术并结合热管技术,使得槽式跟踪太阳能集热器具有较高的集热效率,可产压力2 MPa,温度达200℃以上的饱和蒸汽。     

直膨式太阳能热泵热水器集热/蒸发器流道结构分析与实验

随着我国经济和社会的发展,建筑能耗正在飞速上升。国家正大力研究开发绿色建筑,充分利用可再生能源,因此太阳能得到了广泛的重视。太阳能热泵热水器将热泵与太阳能相结合,生产生活热水以满足人们的需求。太阳能热泵热水器中的集热/蒸发器是重要的核心部件,只有优化其结构,才能更高效的利用太阳能。本文采用Fluent软件对太阳能热泵集热/蒸发器三种不同流道形式的结构单元进行了数值分析,获得了流道表面温度场分布,通过对流道单元换热特性的分析,对集热/蒸发器的优化方法进行理论分析与实际应用。     

真空镀膜制备太阳能热吸收涂层

本文介绍了选择性太阳能热吸收涂层的制备方法及发展状况,重点描述了真空镀膜在金属卷材上制备选择性太阳能热吸收涂层。该涂层用在平板太阳能集热器上,促进了太阳能集热器由单一的真空玻璃管型向金属平板型的转变。     

国外太阳能利用信息两则

自然落水型低价太阳供热系统　　据报导 ,长府制造厂出售两种太阳能供热水系统 ,一种是由 2块集热面积 1.6 5 m2 的集热器、 2 10公斤贮热水槽组合的 SWR- 2 0 0 0型 ,另一种是 3块集热面积相同的集热器与 2 80公斤贮热水槽组合的 30 0型。这两种系统采用效率高的自控形式 ,往贮水槽供水、往集热器供水、从集热器往贮热水槽的落水、热水加压泵的工作等都是利用传感器和三通阀的全自动控制。当集热板温度达到一定时 ,泵停止运行 ,集热泵消耗的电力为现有强制循环系统的 1/ 4以下。另外贮热槽内沸腾了的热水到用完为止 ,提供的热水温度变化…     

真空镀膜平板太阳能集热器的应用前景

主要介绍了平板集热器的结构、特点以及平板集热器板芯选择性吸收涂层的几种制备方法,真空磁控溅射制备选择性吸收涂层,提高光热效率和涂层的使用寿命,具有膜层均匀、致密、生产环保等特点。适合于连续式工业化生产,作为建筑材料,实现太阳能利用与建筑一体化,是新一代太阳能集热产品。     

热管真空管太阳能集热器研究进展及应用

太阳能集热装置是将太阳辐射能转换为热能的设备,国内外学者对太阳能集热器的核心部件之一的真空管进行了广泛研究。本文首先介绍了热管真空管集热器工作原理并对部分影响集热器性能的性能指标、主要技术参数等进行探讨;其次分析了热管真空管集热器在使用中存在的问题并提出了解决途径,再次讨论了热管真空管太阳能集热器的应用;最后从集热器结构、换热器内工质及性能参数等方面提出了改进热管真空管太阳能集热器性能的方式。     

用于直接吸收式太阳能集热器的纳米流体研究进展

不同于传统的平板集热器和真空管集热器,直接吸收式太阳能集热器是一种集热工质直接吸收太阳辐射能量并转化为集热介质内能的新型集热器。从传热学角度,直接吸收式太阳能集热器因为减少了吸热表面到集热工质之间的传热损失而具有更高的集热性能。然而,传统的集热工质(如水、导热油、乙二醇等液体)对太阳光的吸收能力以及光热转换效率极其有限。近年来,纳米流体因其优异的传热性能和光学性能而被视为应用于直接吸收式太阳能集热器集热工质的最佳选择。本文介绍了直接吸收式太阳能集热器的传热模型,列举了用于直接吸收式太阳能集热器的纳米流体的研究进展,归纳总结了各类具有代表性的纳米流体及其光热转换性能的相关研究,最后对纳米流体在直接吸收式太阳能集热器中的应用进行了展望。     

倾斜方腔内纳米流体自然对流的数值研究

对充满Cu-水纳米流体的二维倾斜方腔内的自然对流换热进行了数值研究,研究了纳米颗粒体积份额φ、Ra数和腔体倾角对自然对流换热特性的影响。数值模拟结果表明:在纯水中加入纳米颗粒可以显著提高基液的自然对流换热特性;在一定的腔体倾角φ下,增大Ra均可以强化腔体内的自然对流换热,而且随Ra数的增大,强化效果越强;当Ra=104时,对不同的腔体倾角,纳米流体对换热强度提高的比例大致相当。     

竖直通道内烟气驱动空气自然对流换热数值模拟

采用数值模拟和无量纲分析方法,对烟气驱动空气自然对流换热装置的流动、换热情况进行研究。结果表明:(1)随着空气通道瑞利数的增加,烟气通道换热边界层变薄,空气通道换热边界层变厚;(2)换热量随烟气通道入口温度增大而增大,同时,随着烟气通道入口流速增大,换热量的增加显著;(3)无量纲烟气通道入口流速为0.93时,随着烟气通道入口温度的增大,烟气通道内的回流区从无到有,且宽度逐渐增大,对传热过程的不利影响作用更强。因此,通过增大烟气通道入口流速,能明显减小烟气通道内回流区宽度,增强自然对流强换热效果。     

太阳能空气集热结合空心内墙蓄热采暖的室内温度与采暖负荷分析

提出了一种将太阳能空气集热器与空心通风内墙相结合的新型供暖方式,利用建筑内墙蓄存集热器白天收集的热量,并于夜间释放至室内,从而提高夜间室内温度,减少采暖负荷。运用EnergyPlus软件建立该系统的计算模型,模拟室内温度及采暖负荷,得出太阳能空气集热结合空心通风内墙蓄热供暖系统相比无该系统的普通房间及将热空气直接通入普通房间的集热器传统应用方法,分别能够提高夜间室内最低温度6.5℃与3.2℃,减少夜间采暖负荷56.8%与51.6%。该系统在太阳能资源丰富的青藏高原寒冷地区普通居住建筑中具有良好的推广价值。     

新一代太阳能集热板真空镀膜生产线系统的开发

本文介绍了新一代太阳能集热板真空镀膜生产线系统组成及其主要结构的特点。该系统制备的集热板选择性吸收涂层具有良好的光热性能、力学性能和耐候性能;提高集热板光热效率和涂层的使用寿命并实现了集热板集热涂层生产的环保化和连续化,对平板集热器的发展和应用具有极大的推动作用。     

真空磁控溅射法沉积平板集热器板芯选择性吸收涂层

主要介绍了采用真空磁控溅射技术在平板集热器板芯上沉积选择性吸收涂层,提高平板集热器的集热效率和使用的耐候性。该工艺可以实现集热板芯清洁环保连续真空镀膜工业化生产,对发展太阳能光热利用技术具有积极的推动作用。     

翅片管冷凝器低压环境下空气侧换热特性研究

本文通过搭建压力可调的封闭环境仓,实验研究了在40~101 kPa低压环境下,不同的管排数和循环热水温度对翅片管冷凝器空气侧对流换热特性的影响。结果表明:在相同的空气侧雷诺数下,环境压力的降低导致空气侧对流换热减小。当空气侧雷诺数为400时,环境压力从101 kPa降至40 kPa,对流换热表面传热系数随之降低44.1%;随着环境压力的降低,管排数对空气侧对流换热的影响变弱;在低压环境下,改变循环热水温度不会对对流换热表面传热系数产生明显影响。随着环境压力的降低,空气侧的对流换热表面传热系数与常压模型的计算结果偏差增大,当环境压力从101 kPa降至40 kPa时,平均偏差从17.3%增至77.5%。在实验的基础上,本文根据环境压力、管排数对空气侧对流换热的影响,对常压下的翅片管空气侧换热模型进行修正,修正后的平均偏差为9.5%。     

太阳能辅助集热型水源热泵设计及特性分析

水-水源热泵机组在冬季温度较低的条件下运行一段时间后,会出现制热性能下降并频繁转入保护工况现象。为改善水-水源热泵性能,在负荷匹配的情况下提高其经济性,设想在原热泵系统中增设太阳能辅助集热装置。简要介绍太阳能辅助集热型热泵系统的形式和组成,包括太阳能集热器形式选择、贮热水槽的要求等,同时着重进行冬季供暖工况的热力设计计算。设计计算表明,冬季供热循环时增设太阳能辅助系统之后供热系数有较大提高。在夏季只需将太阳能集热系统与制冷系统分离,即可作生活热水系统使用。