太阳能真空管热管式集热管温度场及流场分析

在真空管热管结构分析和边界条件合理假设的前提下,建立二维数学模型;利用FLUENT软件模拟管内热量传递过程,并揭示其温度场和流场的分布规律,分析温度场和流场的影响因素,为今后的真空管热管集热器的设计和优化提供理论依据。

紧凑型热管真空管集热器集热特性分析

为充分利用闲置建筑屋顶,为建筑和工业过程提供中温热能,设计了一种紧凑型热管真空管集热器(HPETC)。以南京地区为例,通过构建集热器传热热阻理论模型,并使用方差分析法,分析其集热特性。结果表明:集热器在523.15 K工作状态下具有24.56%的热效率;4种因素对热效率的影响程度从小到大分别为直射辐射、选择性吸收涂层(SAC)发射率、真空管内压力、进口温度;当真空管内压力小于0.01 Pa时,降低SAC发射率对热效率提升具有显著作用。

带遮热板的热管式真空管集热器中温性能的理论与实验研究

对带遮热板的真空管型集热器进行理论分析和实验研究,通过与不带遮热板的真空管型集热器传热过程进行对比分析,计算表明带遮热板的真空管型集热器的辐射热损降低约22.7%。对两种集热器的中温性能进行对比实验,结果表明:带遮热板的真空管型集热器的中温热性能更加优越,在129℃高温工况时,其热效率为55%。

反光板对提高热管真空管热性能的研究

提出了对带反光板的吸热体接收太阳辐射量的分析方法 ,并对三种有渐开线反光板且吸热体形状不同的热管真空管和一种无反光板的热管真空管进行了对比实验。结果表明 :渐开线反光板可大幅度提高热管真空管的热性能 。

跟踪式CPC热管真空管集热器聚光及集热特性

将曲柄连杆单轴跟踪技术与CPC（复合抛物面聚光器）热管真空管太阳集热器集成，研制一套聚光比为2．3的跟踪式CPC集热器。基于TracePro光学软件模拟其跟踪模式下的聚光行为，并对不同跟踪模式下的集热特性进行实验研究。模拟得到横向投影角θ。是影响CPC集热器光学性能的主要因素，0．为-23．5°-23．5°时，入射角修正因子（IAM）达到0．95～1．14；跟踪可有效缩小θ，将光学效率提高30％以上；采用三点式间歇跟踪即可获得高于60％的光学效率。实测集热效率分布和光学效率模拟值趋势一致，系统跟踪时高效集热时间为固定式的2．7倍，平均集热效率达到固定式的2．1倍。集热效率归一化线性良好，效率截距为52％，和光学效率模拟值偏差小于12％，佐证了模拟分析结果。

新型CPC热管式真空管集热器设计与性能分析

基于复合抛物面集热器(CPC)型集热器的发展现状,设计出新型CPC热管式真空管集热器。介绍了该集热器的聚光面和接收器的结构设计及计算过程,在对新型CPC热管式真空管集热器进行集热分析后,得出其瞬时效率方程。与传统肋片型CPC热管式真空管集热器相比,新型CPC热管式真空管集热器效率高,加工工艺简单,成本较低。

基于BP神经网络的热管式真空管集热器热性能预测校正模型

基于BP神经网络建立了热管式真空管集热器热性能的预测校正模型。该模型采用了LM和BR两种网络训练方法,经实验数据验证,预测校正模型输出结果的最大相对误差为2.8%,平均相对误差为1.2%,而数学模型输出结果的最大相对误差为6.2%,平均相对误差为4.3%,证明此预测校正模型的预测校正效果较好。应用该集热器热性能预测校正模型,可较精确地预测出不同运行状态、不同环境下集热器的出口温度,提高了系统的仿真精度。

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。

热管式真空管太阳能聚光集热系统传热特性分析

该文设计了一套最高可提供473 K高温热水的热管式真空管太阳能聚光集热系统,为研究该系统的传热特性并为系统设计提供理论依据,建立了热管式真空管太阳能聚光集热系统传热过程的一维数学模型,计算并分析了该系统的传热性能。计算结果表明,该文设计的热管式真空管太阳能聚光集热系统的瞬时热效率均高于70%,且随太阳直射辐照强度和环境温度的升高逐渐升高,随传热流体温度和风速的升高逐渐降低。热管式真空管接收器内工质的工作温度和压力也随太阳直射辐照强度、传热流体温度、环境温度及风速的变化而变化。在该文计算条件下,热管的工作温度在327.6~503.2 K,工作压力在0.016~2.8 MPa,符合以水作为热管工质的最佳工作范围(293~523 K)。环形区域压力和渗入气体种类对集热系统传热性能也有明显影响。当环形区域压力P<10^(–3) Pa时,接收器热损失较小且随压力变化基本保持不变;当P>10^(–3) Pa时,随着环形区域压力升高,接收器热损失逐渐增大。另外,环形区域渗入气体的导热系数越大,接收器热损失越大。该研究对了解热管式真空管太阳能聚光集热系统传热特性、优化集热系统结构、指导系统设计具有一定的实用价值。

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。

两种CPC热管真空管集热器的性能比较

基于CPC型太阳能集热器的发展现状,介绍了肋片型、导热油型两种CPC热管真空管集热器的结构,并对集热器进行了传热分析,得出集热器的瞬时效率方程。结果表明,导热油型CPC热管真空管集热器的效率明显高于肋片型CPC热管真空管集热器的效率,且加工工艺简单,成本相对较低。

新V型内聚光CPC热管式真空管集热器的热性能

基于圆管型复合抛物聚光器(CPC)的研究,由于接受体和CPC反光板之间存在缝隙而造成大量漏光损失,设计了一种可以减少漏光损失和热损的新V型CPC反光板,并综合利用热管式真空管集热器的优越性,开发出一种新V型内聚光CPC热管式真空管集热器。首先给出了其设计结构,并对其进行传热分析,推导出该型集热器的集热效率、总热损系数的计算方法,再进行室外动态性能试验,测定了它的效率曲线,试验结果与理论计算值较符合。

全玻璃型和热管型真空管太阳能热水器的经济性对比

介绍了目前技术比较先进、效率较高的全玻璃型与热管型真空管太阳能热水器的性能特点,以电热水器为参照对象分析比较了这两种太阳能热水器投资、可节约运行费用和投资偿还年限。分析结果表明,全玻璃型的增投资比热管真空管型少,投资回收年限较短。

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%.

非跟踪低倍聚光热管式真空管集热器的实验研究

太阳能是一种取之不尽用之不竭的清洁能源,但存在分散性强、能量密度低、不稳定等特点,因此为了得到高能量密度和稳定的能量供应,需要解决聚光和储能两大问题。针对这两个问题,本文采用非跟踪低倍聚光的集热器和保温效果良好的储热油箱,提出了一种非跟踪低倍聚光热管式真空管集热器;基于几何光学原理,模拟了热管式真空管和半圆聚光器的不同放置方式和位置的聚光效率,制作了半圆形聚光热管式真空管集热器系统,选择了合适的储热油箱并进行了保温效果的理论计算;最后对该系统进行了集热性能测试实验。实验结果表明,在半圆形聚光器的聚光下,系统的瞬时效率截距为0.66,热损系数为2.53 W/(m2·℃)。该系统完全能够满足人们的日常生活用热的需求,具有良好的应用前景。

CPC热管真空管式热水器实验研究

研制了一种CPC（复合抛物面聚焦）热管真空管式太阳能热水器。该热水器在普通玻璃真空管热水器的基础上耦合热管技术,并增加了CPC聚光板。对该热水器与全玻璃真空管太阳能热水器进行了热性能对比实验研究。结果表明,在300 W/m2~800 W/m2日照条件下,该新型热水器单位面积集热功率最高可达610 W/m2;平均集热效率约为80%,比全玻璃真空管太阳能热水器的瞬时效率高10%~20%;导热介质的最高温度达到103℃。证明增加CPC聚光板及运用导热油可有效提高集热品位,利用热管技术可解决严寒地区的抗冻问题,所以,CPC热管真空管式太阳能热水器将具有较广阔的市场前景。

热管式真空管集热器的性能分析

本文按使用要求对集热器进行优化设计,提高热效率,减少中间实验环节,并且通过理论分析得出了热管式真空管的总热损失系数、热迁移因子性能参数的计算式和非稳态效率方程的表达式。

热管式真空管与热电片结合的新型太阳能利用装置的电性能模拟

提出热管式真空管集热器与热电片结合的新型太阳能利用装置的概念并对该装置进行数值模拟,分析不同负载和太阳辐照下,其电效率、温差、电流的变化情况,得到最大电效率下的电阻比值。通过对合肥某日实测气象数据进行的模拟结果表明,在联箱下层水温为20℃、水速1.3 m/s条件下,效率、电流和温差的最大值分别为3.62%、0.86 A、203℃。

热管式真空管太阳集热器所用重力热管的研制

介绍了所研制的重力热管的性能,以及在研制中遇到的几个关键技术问题。试验表明所研制的重力热管经济和技术性能优越。

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。