振荡热管太阳能集热器数值模拟研究

振荡热管太阳能集热器作为一种新型的集热器,不但提高了集热效率和集热温度,而且为振荡热管在新能源领域的应用提供了理论依据。本文采用sinda/fluint热分析软件建立振荡热管传热模型,采用集热器热效率作为集热器指标,计算不同集热量情况下提供的热水温度。

蓄能型振荡热管太阳能集热器热性能

太阳能集热器是太阳能热泵系统的核心部件。该文设计了一种蓄能型振荡热管太阳能集热器,将其应用于蓄能型太阳能热泵系统中,可根据太阳辐射强度切换工作模式,实现太阳能分季节全天候利用,能提高系统热力性能。搭建了蓄能型振荡热管太阳能集热器热性能测试试验台,对振荡热管换热器内充灌不同工质(R134a、乙醇/水、丙酮/水)、集热管内分别利用空气显热蓄能或者石蜡潜热蓄能的蓄能型振荡热管太阳能集热器在白天和夜间工况下的热性能开展了试验研究。结果表明:振荡热管换热器内充灌R134a的集热器,白天工况下集热效率最高,平均集热效率在0.45以上,利用石蜡蓄热时最高达到了0.90;日有用得热量最大,最低可达到7.14 MJ/(m^2·d);夜间工况下供热水水温最高。无论利用空气和石蜡蓄能,白天工况下集热器瞬时集热效率均与太阳辐射强度的变化规律相反。真空管内利用石蜡蓄能的蓄能型振荡热管太阳能集热器,阴雨天其集热效率远高于利用空气蓄能的集热器,平均提高64.0%,夜间供水水温均能保持在50℃以上,高于利用空气蓄热的集热器。该研究可为蓄能型太阳能热泵的推广应用提供参考依据。

蓄能型振荡热管太阳能集热器性能研究

本文设计了一种蓄能型振荡热管太阳能集热器,将其应用在蓄能型振荡热管太阳能热泵系统中,实现太阳能分季节全天候利用,提高能源利用率.使用Gambit软件建立蓄能型振荡热管太阳能集热器的三维模型,并利用Fluent软件对蓄能型振荡热管太阳能集热器中相变材料的蓄热过程进行了模拟研究,得到不同集热器结构参数、集热器内蓄能材料、太阳辐射强度、外界换热条件等对其温度场、液化率等的影响.根据模拟结果,振荡热管间距选17 mm,真空管后增设金属反射板,集热管内采用复合相变材料,夏季利用高温相变材料蓄热直接加热热水,冬季利用低温相变材料给热泵蒸发器供热,从而提高系统整体性能.

脉动热管太阳能集热器传热性能实验研究

以真空玻璃管为载体、石蜡为相变储热材料、脉动热管和铜管为传热元件,对比分析了充液率φ=50.0%的脉动热管太阳能集热器与铜管太阳能集热器在相同辐照度下的集热性能。研究结果表明,当辐照度大于0 W/m^(2)时,脉动热管太阳能集热器相比于铜管太阳能集热器管壁温度提高了40℃;相较于铜管太阳能集热器,热源温度越高,脉动热管太阳能集热器吸热能力越强,传热效果越好;在相同的辐照度下,相比于铜管太阳能集热器,脉动热管太阳能集热器内的石蜡达到熔点的时间缩短了13%;脉动热管太阳能集热器输出的热量比铜管太阳能集热器高0.5 kJ,随着辐照度的增强,热量差值将会更大;脉动热管蒸发段和冷凝段壁面与其相接触的传热工质会形成一种准平衡态,蒸发段与冷凝段的传热能力呈反比关系,当蒸发段传热能力下降时,冷凝段传热能力上升,保证了集热器的稳定运行。

基于微热管阵列的建筑构件化平板太阳能集热器热性能研究

设计了一种建筑构件化平板太阳能集热器,工作倾角为90°时,在晴天和多云天2种工况下对建筑构件化平板太阳能集热器和微热管阵列平板集热器的热性能进行了对比研究。结果表明,建筑构件化平板太阳能集热器的集热性能优于微热管阵列平板集热器,截距高于11.8%,斜率低于13.4%。

微热管阵列式太阳能平板空气集热器集热性能

该文在传统平板太阳能空气集热器基础上,结合高效热导元件—微热管阵列(micro-heat pipe arrays,MHPA),提出一种全新的平板式太阳能空气集热器,阐明了该集热器的基本结构和工作原理,深入分析了该新型集热器的传热机理。对集热器的热损失情况进行了理论分析,并对该新型集热器的非稳态集热特性进行了试验研究。通过测试该集热器在不同条件下的集热特性,分析了运行参数及气象参数对其性能的影响规律。结果表明,该集热器在风量为290 m3/h,瞬时集热效率稳定在68%,且具有结构简单,可靠性高,集热效率稳定的特点。

基于平板微热管阵列的新型太阳能空气集热器热性能及阻力特性研究

以平板微热管阵列为核心部件设计一种新型的太阳能空气集热器,对其热性能和阻力特性进行详实的实验研究。探讨不同季节对空气集热器集热效率的影响;空气流量对集热效率的影响;空气集热器的流动阻力特性。实验结果表明:夏季稳定运行状态下集热器的集热效率可达73%,流动阻力小于25 Pa。

一种CPC型热管式太阳能集热器的实验研究

将复合抛物面聚光器(CPC)和热管平板式集热器相结合,研究了一种以平面形吸热板为接收器的CPC型热管式太阳能集热器.采用碘钨灯模拟太阳光辐射,在不同辐射强度下,对CPC型热管式太阳能集热器和普通热管平板式太阳能集热器的集热温度、瞬时效率、平均效率及平均热损系数等热性能进行了对比实验研究.研究结果表明:与普通热管平板式太阳能集热器相比,CPC型热管式太阳能集热器不但提高了集热温度和集热效率,而且降低了热损失.这一研究结果为太阳能集热器的进一步发展提供了有意义的参考.

微热管阵列平板太阳能集热器中空保温层厚度优化

为分析微热管阵列平板太阳能集热器的热性能，该文建立了集热器的CFD模型，对其进行数值模拟，将模拟结果与试验结果进行对比，验证了模型的可靠性。采用该CFD模型对集热器保温层厚度进行优化，结果表明，当实心保温层导热系数分别为0.02、0.03、0.04、0.05 W/（m·K）时，优化的实心保温层厚度分别为4.5、5.0、5.5、5.5 cm。合理设计的中空保温层（空气层与实心保温层相结合的保温层形式）集热器能够达到与实心保温层集热器相当的保温隔热效果，同时可使集热器保温层成本及质量降低25%～50%。最后，该文给出了保温层总厚度分别为4、5、6 cm时的中空保温层厚度优化结果，为该类集热器保温层的设计提供了理论依据。

平板式热管太阳能空气集热器热性能研究

热管具有传热系数高、传热温差小及单向传热等诸多优良特性。以热管为集热部件,试制了一种平板式热管太阳能空气集热器。测试结果表明,在日总太阳辐射为14.4MJ/m2~19.8MJ/m2的气候条件下,平板式热管太阳能空气集热器的瞬时集热效率在15.3%~74.5%之间,集热器出口空气温度可达79.1℃,其日平均集热效率约为32.6%~53.5%,其热损失系数约为3.6~8.4W/（m2·K）。与常规的太阳能空气集热器相比,平板式热管太阳能空气集热器具有较高的集热效率和较低的热损失系数,并且供热温度较高。

集中供热热管太阳能集热器系统的研究

在原有铜铝复合板的基础上,试制了一种适合多层建筑的集中供热太阳能供热系统,克服了原有的平板式及真空管式集热系统的易炸管?易冻?易结垢?单管损坏后整个系统失效等问题.利用集热板价格低的特点,结合多层建筑,充分利用楼层的集热面积,集体安装,其结构体现了集中供热的特点,其热量可以互为补充.

跟踪式CPC热管真空管太阳能集热器性能研究

将复合抛物面聚光器(CPC)及跟踪技术通过简单的曲柄连杆机构与热管真空管集热器集成,研制了1套聚光比为2.3的跟踪式CPC热管真空管太阳能集热器。对该集热器在固定、间歇和连续跟踪3种模式下进行了集热性能测试,分析了跟踪方式对延长集热时间和改善集热效率的影响,对集热效率进行了拟合和归一化分析。研究结果表明:跟踪模式下集热器高效集热时间为6h,是固定模式的2倍;采用间歇跟踪即可有效提高集热性能;跟踪模式下的日平均集热效率达到45%,比固定式提高约16%。集热效率归一化拟合回归系数均大于0.936,拟合过程可信。

基于平板微热管阵列的新型太阳能空气集热器集热特性的研究

建立了平板微热管阵列式太阳能空气集热器的三维稳态模型,运用Gambit及Fluent软件对单个集热单元的物理模型进行了网格划分和数值计算,对单管的换热及流动情况进行了模拟研究,并通过实验进行了验证。结果表明,模拟结果与实验结果吻合较好,偏差在12%以内,说明了模型建立的合理性。该研究为今后平板微热管阵列太阳能空气集热器的进一步设计和优化提供了理论依据。

热管真空管集热器及太阳能热水系统

热管真空管集热器是继闷晒式、平板式、全玻璃真空管集热器后的第四代太阳能集热产品,在太阳能领域得到了广泛的应用。分析了热管真空管的原理、结构及传热特性;以国外产品为例,论述了热管真空管集热器的特点及工作性能;对直流式热管真空管热水系统和典型的间接式供热供暖及泳池热水系统进行了分析。

热管平板集热器在建筑与太阳能一体化系统中的应用

建筑能耗在各种能耗中所占的比例较大,降低建筑能耗有很多措施,太阳能就是减少常规能源消耗的有效途径之一。热管平板集热器是一种有良好发展前景的集热器型式,热管平板式集热器具有热容小,启动快,防冻防腐性能好等特点。结合热管平板集热器的特点,分析了其在太阳能系统的应用,设计良好的集热器及太阳能利用系统可以有效地实现建筑节能。

热管太阳能集热器系统的研究

建筑物大面积集中供热已成为节能降耗的新途径 ,也是太阳能热利用发展的趋势。文章介绍了在原有铜铝复合板的基础上 ,试制的一种结合多层建筑的集中供热热管式太阳能供热系统 ,克服了原有的平板式和真空管式集热系统易炸管、易冻裂及结垢。

用于发电的太阳能聚光热管集热器

复合槽形抛物面和渐开线反射镜面的聚光吸收太阳能的热管集热器 ,平均集热温度高达16 4℃ ,并省去了复杂的跟踪机构。用热管作太阳吸收体 ,传热效率高 ,向大气反向传热损失少。圆筒形换热器的热水温度 16 0℃ ,饱和水蒸气压力 4 0 .6kg .f cm2 。

串联平板微热管太阳能集热器阵列的性能研究

为了研究多个串联的平板微热管太阳能集热器的热力学性能及对集热阵列连接方式的优化,本文选取了严寒地区某高校大型平板微热管太阳能集热器阵列进行了性能测试,分析了集热效率及其随串联个数的增加的变化趋势,分析得到更优的连接方式,从而达到节约能源的效果。

热管真空管太阳能集热器应用于乌鲁木齐地区集热性能的实验研究

文章分析和研究乌鲁木齐地区冬季供暖期,室外气象条件、集热器工质进口温度对热管真空管式太阳能集热器综合集热效率和工质出口温度的影响规律.结果表明,在乌鲁木齐冬季利用热管真空管太阳能集热器作为供暖热源时,集热器工质最佳体积流量为0.2 m^3/h;集热器有效集热量随太阳辐射强度增大呈线性增加趋势;热管真空管太阳能集热器的平均效率高达45%.

热管技术应用于太阳能平板集热器的研究

介绍了将热管技术应用于平板集热器,以克服其易冰冻、管内结垢、腐蚀等常见问题,论述了设计中需关注的影响因素,并针对热管及翅片的结构优化、加工工艺等进行了探讨。