两种太阳集热器的热性能对比分析

介绍了平板型太阳集热器和热管式真空管太阳集热器,并对其热性能进行了测试分析对比.平板型太阳集热器所能达到的最高效率略高于热管式真空管太阳集热器,但是随着集热温度升高,其热损失增大,效率降低,热管式真空管太阳集热器的集热效率波动较小,稳定在较高的水平。     

太阳集热器热性能测试方法研究进展

以集热器热性能的测试和评价方法为研究对象,综述了太阳集热器热性能测试方法的发展现状,并对已有的具有代表性的集热器热性能测试方法做了较详细的分析,指出了各测试方法在测试过程和参数估计过程中所具有的优缺点,并在此基础上提出当前集热器热性能测试存在的问题和今后的研究重点.     

波纹板太阳能集热器吸热板表面太阳辐照度分布特性研究

采用蒙特卡洛射线追踪法,研究不同季节和安装角度等关键参数对波纹板太阳能集热器与平板太阳能集热器吸热板表面太阳辐照度的影响,并对得到的数据进行分析。模拟结果显示,在相同安装角度下,波纹板太阳能集热器吸热板表面太阳辐照度比平板太阳能集热器大。二者相差的百分比随光线对集热器的入射角而变化,入射角较小时,相差的百分比较大。90°安装时,冬季波纹板太阳能集热器累积辐照度比平板太阳能集热器提升6.2%,夏季二者接近。40°安装时,冬季和夏季波纹板太阳能集热器累积辐照度分别比平板太阳能集热器提升7.1%和6.9%。     

吸热板参数对平板太阳集热器热性能的影响

建立单层盖板平板太阳集热器的一维稳态数学模型,用Visual Basic语言编写程序模拟研究吸热板各参数对平板太阳集热器热性能的影响。在综合考虑集热器效率因子与金属消耗量的基础上,设集热器总热损失系数为变量,对铜铝复合平板太阳集热器的吸热板厚度与管间距进行了优化。研究表明,用导热系数大的铜板代替铝板的优势并不明显;吸热板厚度在0.3 mm以上增加时,平板太阳集热器热性能的提升很小;随着管间距的增加,平板太阳集热器性能下降;吸热板涂层的改进对于平板太阳集热器热性能的提高至关重要;排管内/外径、盖板透过率、涂层吸收率分别为0.0108/0.012 m、0.916、0.89时,在全年运行的平均工况下,保证集热器效率因子为0.9,优化得到吸热板厚度、管间距分别为0.25 mm、11 cm时,金属材料消耗量最小,为2.27 kg/m2。     

不同吸热涂层平板集热器的热性能衰减研究

为分析不同吸热涂层平板集热器的热性能衰减,以蓝膜、阳极氧化和黑铬集热器为研究对象,基于太阳集热器热性能测试平台,对集热器热性能及空晒老化性能进行测试。分别测试吸热涂层样品的吸收比和发射比,分析空晒前后平板集热器吸收比、发射比和瞬时效率的变化情况及影响因素。研究结果表明:在温度约为18℃的工况下,蓝膜集热器热性能为75.5%,黑铬为73.4%,阳极氧化为69.3%,吸热涂层的光学性能是影响平板集热器热性能的主要因素。平板集热器瞬时效率、吸收比和发射比变化情况的依存关系为Δη≈9.553Δα-1.213Δερ,该式可衡量平板集热器的热性能衰减度。通过空晒老化性能实验可知,提高平板集热器吸热涂层的抗腐蚀、抗氧化能力,可延长集热器的使用寿命。     

直通式真空管空气集热器热性能实验及干燥应用

在直通式太阳能玻璃真空管空气集热器基础上改进联箱结构,并搭建测试平台对该种改进型空气集热器进行热性能实验研究。通过实验比较改进前后集热器的温升和效率,获得改进后集热器出口温度与太阳辐照度关系的线性回归方程,掌握不同空气质量流量对集热器出口温度和集热效率的影响规律,分析得到该种真空管的最佳串联个数,并对应用该种集热器的太阳能干燥系统的干燥效果进行初步测试分析。该研究结果可为太阳能空气集热干燥系统的设计及应用提供参考。     

一种槽式太阳能空气集热器热性能的试验研究

为了研究日光温室用槽式太阳能空气集热器的热性能,基于TracePro光学模拟软件设计了一种槽式太阳能空气集热器,对其进行试验研究,分析了不同因素对集热性能的影响规律。实验结果表明,管中空气流速的变化对集热器集热效率和集热量的影响规律是相同的,在不同的流速下,存在最佳空气流速约为4.4 m/s,使得集热器的集热量和集热效率最大,集热量达到373.2 W,集热效率约为25%,此时集热性能最好。对于不同太阳辐照度,正午时刻之前,太阳辐照度越大,集热器的集热效率越大,正午时刻之后,集热器的集热效率基本保持不变,15:40之后集热器集热效率逐渐减小。当太阳辐照度和管中流速相同时,室外温度越高,集热器集热效率越大,集热性能越好。集热管中空气温度沿着集热管出口方向不断增大,太阳辐照度越大,集热管相同位置空气温度越高。该研究结果可为此种槽式太阳能空气集热器在日光温室的应用中提供参考。     

大型平板型/真空管太阳集热器阵列排布问题研究

研究了安装在水平地面上的平板型,真空管太阳集热器的排布问题,建立了大型平板型/真空管太阳集热器阵列排布的几何模型,针对给定的集热器阵列,计算了在不同集热器倾角、间距、方位角下整个阵列所接收到的全年太阳辐照度及接收效率,分析了集热器倾角、间距、方位角对集热器阵列性能的影响.同时计算了集热器阵列在不同纬度和倾角情况下的最佳间距,在计算结果的基础上给出了集热器最佳间距和当地纬度及集热器倾角的函数关系式.     

集热器效率与能量曲线统一的探讨

由于对太阳能集热器面积定义的不统一,当用不同的面积进行计算时,造成了同一台集热器得到不同瞬时效率方程的结果,因此,不能真实地反映集热器热性能的优劣,甚至会引起用户误解。文章以全玻璃真空管集热器和U型管CPC集热器的测试为基础,对测试数据进行了效率和能量方程的拟合与计算,每台集热器只得到唯一的能量方程和曲线;并且,能量方程仅与太阳总辐照度G和集热器进口温度与环境温度之差(ti-ta)有关,与集热器面积无关,避免了计算面积对集热器性能曲线的影响。用能量方程来表示集热器的热性能更合理,建议将其纳入相关标准中,以准确表征集热器的热性能。     

平板型太阳集热器盖板及保温层性能测试与初步研究

主要针对目前在国内极具发展潜力的平板型太阳集热器进行重点研究.应用太阳集热器的动态性能测试方法,对自行设计制作的不同保温材料组成的太阳能空气集热系统进行了性能测试,并结合FLUENT软件对试验过程进行模拟,提出材料费用比原系统节省1/2的新型保温材料结构的新方案.针对集热器透明盖板结构进行对比试验,得到:透光率为0.6...