真空管式太阳能集热器研究最新进展

从选择性吸收涂层的材料、结构、热稳定性及真空环境等方面综述了真空管式太阳能集热器的研究进展。不锈钢、Ti、Al、Ni类材料适于制备中低温选择性吸收涂层;而Mo和W类等高熔点材料,适于高温涂层。涂层结构方面,主要有吸收层/介质减反层的光干涉类、金属红外反射层/金属介质吸收层/介质减反层的金属陶瓷类。影响涂层热稳定性的主要因素是高温下涂层的破裂、氧化及元素扩散,涂层厚度与结构也能影响热稳定性。结果表明:①选择性吸收涂层制备,应采用电化学或磁控溅射技术并结合纳米材料对涂层进行多层化、梯度化研究;②应着重发展Mo类金属陶瓷型的热稳定性好的涂层,以实现高温高效集热;③应加快实现太阳能集热器的智能化、自动化与建筑一体化。

全玻璃真空管太阳能集热器对流换热试验与模拟

以可再生能源总能系统为研究背景,通过搭建太阳能辅助燃料电池试验平台,逐步完成不同涂层材料、内置导流板太阳能集热器自然对流试验研究;在试验验证基础上,分别建立太阳能集热器自然对流和强迫对流三维数学模型,应用场协同和火积理论分析流动和传热数据。自然对流研究表明,吸收率在0.95～1.0、发射率在0.06～0.16时,随吸收率升高,发射率降低,热效率升高1.71%,火积增量逐渐增大;加装导流板后,真空管内部混流消失,底部流动得到强化,实验热效率提高2.17%;确定全玻璃真空管热水器导流板合理板厚为2 mm,合理板长为距离真空管底部60～100 mm,合理位置为中心线以上16～20 mm;强迫对流研究表明,横双排集热器雷诺和努赛尔数、火积增量均高于竖单排集热器,火积耗散低于竖单排集热器。确定太阳能辅助燃料电池集热场在中低温条件下,自然对流采用内置导流板集热器,强迫对流采用横双排集热器。

太阳能真空管集热器管中心距的优化与应用

为提高太阳能热水器的性能并降低其成本,通过综合考虑性能与成本对真空管集热器进行了优化,提出了以集热器单位集热量的成本为优化目标的真空管集热器管中心距优化模型。优化模型包括集热器成本计算模型和集热器集热量计算模型,其中的集热器集热量计算考虑了太阳的辐射强度变化与真空管管间遮阴作用。采用该模型对常用太阳能集热器进行了优化。实验结果表明,优化后集热器单位集热量成本降低了1.5%,集热器制造成本降低了4.6%。

太阳能真空管吸附集热器集热与制冷性能研究及其经济分析

以分子筛 -水为吸附工质对对真空管型太阳能吸附集热器的集热性能进行了详细的分析计算 ,其中包括真空管内、外玻璃间非均匀温度表面的辐射换热 ,两相邻管之间的辐射换热 ,真空管与背板间的辐射换热以及背板的反光等 .同时以制冷量、成本和集热器面积三要素构成新的评判指标 ,对吸附器的结构参数 (管径、管距和吸附剂厚度 )进行了分析 .计算结果表明 ,以大直径的真空管作吸附集热器时 ,可获得较好的综合性能 ;从评判指标来看 ,应用大管径吸附器且两相邻管的中心距离等于 2 .5倍的管径 ,吸附剂的最佳厚度大约为

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。

全玻璃真空管太阳能空气集热器热性能试验方法研究

全玻璃真空管空气集热器是一种热损较小的太阳能空气加热装置。该文对该类集热器热性能评价方法进行了研究 ,并对集热器的时间常数、热延迟常数、角系数修正因子及瞬时热效率的实验方法进行了初步的实验研究。研究表明 ,用热延迟常数比时间常数能更好地反映真空管集热器的热性能 ,真空管集热器的角系数修正因子在垂直入射时最小。

直通式太阳能真空管集热器热性能分析

通过对直通式太阳能真空管传热模型的分析,在导出单根带翅片与不带翅片的直通式太阳能真空管的总热损失系数、效率因子、热迁移因子和瞬时效率的基础上,建立了直通式太阳能真空管的性能预测模型;针对由多根并联、顺流布置的直通式太阳能真空管组成的平行流集热器,对比计算了带翅片与不带翅片两种真空管及由其组成的集热器的瞬时效率。结果表明,在工质流量,进口温度,环境温度等条件相同的情况下带翅片的直通式太阳能真空管以及由其构成的集热器的瞬时效率分别比不带翅片的太阳能真空管及集热器提高很多;并联直通式太阳能真空管间的流量分配不均匀性致使集热器的整体效率低于单根真空管的瞬时效率。

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。

不同布置方式下真空管太阳能集热器的热性能以及入射角修正系数的对比试验研究

为了获得真空管太阳能集热器布置方式对其热性能及入射角修正系数的影响规律,文章在室外条件下进行了2组真空管太阳能集热器性能试验。其中:一组试验为真空管太阳能集热器垂直放置;另一组试验为真空管太阳能集热器水平放置。试验结果表明:当集热器安装倾角为30°时,1 d内,水平放置的真空管太阳能集热器的瞬时集热效率呈现出先升高后降低的变化趋势,竖直放置的真空管太阳能集热器的瞬时集热效率呈现出先降低后升高的变化趋势;水平放置的真空管太阳能集热器的入射角修正系数随着入射角的增大而减小;当入射角由0°逐渐增大至45°时,竖直放置的真空管太阳能集热器的入射角修正系数呈现出先增大后减小的变化趋势;当水平放置的真空管太阳能集热器的入射角大于30°,竖直放置的真空管太阳能集热器的入射角大于15°时,将入射角修正系数引入瞬时集热效率拟合公式中,可以明显提高热性能评价结果的准确性。

一种小槽聚光——真空管集热整体封装式太阳能集热器性能研究

提出了一种小槽聚光-真空管集热整体封装式太阳能集热器,该集热器具有冬季集热温度高、跟踪要求低和易于与建筑结合等优点;介绍了其结构及工作原理,对其聚光性能进行了光学仿真,给出了最大聚光角范围;对其集热性能进行了实验研究,给出了在冬季使用时的温升曲线。结果表明,该太阳能集热器在冬季环境温度为-10℃时,运行温度可达到60℃左右,效率达到40%,能满足一般用户热水或供暖的需求,具有较广阔的市场前景。

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%.

相变蓄热U型真空管太阳能集热器热性能研究

建立相变蓄热U型真空管太阳能集热器三维传热数值计算模型,研究工质流动时相变材料对U型真空管集热器热性能的影响,与无相变U型真空管集热器进行对比,探讨相变材料主要物性参数和工质质量流量对其热性能的影响规律。结果表明,在U型真空管集热器中填充相变材料可有效降低U型真空管集热器的出口温度峰值,相变材料在夜间及太阳辐射较弱时释放热量,延长了集热器的有效运行时间,相变集热器与传统无相变集热器的有效集热量相差较小。与无相变集热器相比,相变集热器出口温度峰值最大降低了10.6 K,有效运行时间延长了1.0~3.7 h。

采用真空管太阳能吸附集热器的制冷系统性能分析

为提高吸附集热器的性能 ,提出了一种真空管太阳能吸附集热器的设计方案 .建立了相应的数学模型 ,对所设计吸附集热器的性能进行了分析 .用传热方程对采用此集热器的吸附制冷系统进行了数值模拟计算 ,得到了吸附床内的温度分布规律 .理论分析表明 ,系统的最高温度和性能均优于一般的吸附制冷系统 .研究了一些关键参数变化对系统性能的影响 ,并在此基础上 ,提出了一些真空管优化设计的方案 。

真空管集热器在太阳能空调系统中的应用

一前言 从节能和环保的角度考虑，用太阳能替代或部分替代常规能源来驱动空调系统，正日益受到世界各国的重视。太阳能空调的最大优点在于季节适应性好，太阳能空调系统的制冷能力随太阳辐射能量的增加而提高，这与夏季人们对空调的迫切要求相匹配。

热管式真空管和平板型集热器在兰州地区太阳能热水系统中的热性能对比分析

利用TRNSYS软件对兰州市某住宅小区别墅用户建立热管式真空管太阳能集热器及平板型太阳能集热器热水系统模型,并结合兰州地区气象参数,选择在兰州最冷月的太阳辐射强度最小日及太阳辐射强度最大日对系统进行了仿真模拟,得到了热管式真空管太阳能集热器热水系统和平板型太阳能集热器热水系统的太阳能辐射强度、有效的热量、太阳能保证率及系统效率的分布。分析发现在同样的气象条件下,热管式真空管集热器太阳能热水系统的太阳能保证率及系统效率都要比平板型集热器太阳能热水系统高,说明热管式真空管集热器的性能更优。

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。

南北向真空管太阳能集热器日采光量的简化计算方法研究

真空管太阳能集热器的热性能检测应该以其实际接收的太阳辐照量为基准。然而,目前评定真空管太阳能集热器热性能的依据为集热器平面接收到的太阳辐照量,因此,现有检测方法得到的结果并不能反映真空管太阳能集热器的真实热性能。文章基于辐射计算的经验关系式构建了南北向真空管太阳能集热器(NSETC)日采光量的简化计算方法。计算结果表明:当真空管太阳能集热器安装倾角偏离当地纬度10°、方位角偏离正南20°以内时,基于简化计算方法和直接数值计算方法得到的Rb,t-s之间的相对偏差均小于2%;Rb的估算值与直接数值计算值之间的相对偏差小于2.2%;采用二维和三维天空辐射模型计算得到的真空管太阳能集热器天空辐射采光量之间的相对偏差小于0.65%;由太阳直接辐射简化计算方法结合二维天空辐射模型计算得到的真空管太阳能集热器年采光量,与直接数值计算结合三维天空辐射模型计算得到的年采光量之间的相对偏差小于1%。

真空管式热管太阳能集热器的研究

真空管式热管太阳能集热器在最近几年得到了广泛关注和应用。本文综述现有的各类热管型太阳能集热器的性能差异,从而确立真空管式太阳能集热器的优势。同时,对目前制约热管太阳能集热器发展的一些因素提出了一些看法并在进行实验的基础上提出一些改进建议。

椭圆形全玻璃真空管太阳能集热器非稳态数值模拟

采用数值模拟的方法研究了三维非稳态椭圆形截面全玻璃真空管太阳能集热管内工质的流动特征和传热性能。通过分析努塞尔数Nu、管内流体自然对流瑞利数Ra、流体涡量?、流体轴向速度u、集热器的平均热效率η5个参数,比较截面短长轴比?分别为0.6、0.9、1.0的3种椭圆形截面全玻璃真空管太阳能集热器集热管内工质的三维非稳态流动特征和传热性能。结果表明:η、Nu、Ra随着短长轴比的增加而增加,短长轴比为1.0的圆形截面集热管比短长轴比为0.6的椭圆形截面集热管η、Nu、Ra高,因此圆形截面集热管传热性能和流动性能最好;集热管内存在涡旋,管箱连接处的涡旋强度最大,到集热管底部的涡旋强度越来越小,椭圆管内的涡旋强度大于圆管;集热管内的轴向速度呈余弦函数分布。

全玻璃真空管太阳能集热器研究方法概述及计算模型分析

基于实验测试、数学模拟、模型分析等方法,介绍了国内外全玻璃真空管太阳能集热器的研究现状和发展趋势。分析各影响因素对集热效率的影响,确定最佳倾角,提高集热性能和优化结构是集热器研究的重点。在此基础上重点介绍了真空管式太阳热水器能量收益和效率模型、标准光-热性能计算模型、自然对流的冷热水循环计算模型和强制循环太阳能热水系统计算模型。