交叉V型吸热板-底板太阳能空气集热器热性能的数值模拟

应用太阳载荷模型,利用FLUENT软件对九个交叉V型吸热板-底板太阳能空气集热器进行了数值模拟,得到集热器的热效率、出口温度、热损和吸热板温度,并对其进行了对比分析,发现集热器的热效率随着空气流道高度的增大而减小,热损失、吸热板温度和出口温度随着空气流道高度的增大而增大,最大效率为34.60%,最高出口温度为355.13 K.

平板型太阳能集热器抗风雪负载技术分析

平板型太阳能热水系统在解决生活热水及采暖应用上的独特优势是得到了客户极大的认可及市场普及,至今已经取得了显著的经济及环境效果。产品在实际安装使用过程中能通过外部的支架及其固定扣件能够牢牢的固定住产品,但在沿海、高层建筑等其它出现极端风、雪自然灾害地区会出现由于平板太阳能集热器本身的结构问题出现质量问题。本文主要阐述平板型太阳能集热器的结构特点,着重分析平板太阳能集热器结构设计,包括设计参数的选择、测试验证等相关设计计算。

微小型槽式太阳能集热器集热特性与应用研究

搭建了一种微小型槽式太阳能集热系统,并通过试验得出其运行的典型日结果,日照充足时,集热器的平均集热效率高达50.1%。将集热器规模化应用,与制冷机组一体化供能,微小型槽式太阳能集热系统布置于驾驶室顶棚,制冷机组布置于驾驶室后舱,集热面积为2 m2,制冷机组功率为0.2 kW,集热器可为制冷机组提供低温水。模拟得到制冷季能耗为93.7 kWh,比常规电空调节能15.9%;制热季能耗为133.6 kWh,比常规电空调节能10.0%,可满足某挖掘机驾驶室冷热需求。对耦合系统进行模糊评价,系统的评价因子为0.945,是最优的设计方案;系统的经济性得分为91.3分,属于较高等级,适合推广使用。

两种全玻璃真空管型太阳集热器集热系统动态特性比较

利用实验研究全玻璃真空管型集热器热模型的结果表明,全玻璃真空管内的容水热容对太阳能热水系统动态特性的影响不容忽略,应在模拟采用的方程中包含热容项。冬季采暖工况下比较全玻璃管及U型管式全玻璃真空管型集热器组成的太阳能热水系统的热性能:集热器的出水温度、水泵的运行、有效集热量等,结果显示,在不考虑热容影响情况下,全玻璃管集热器系统的集热量、热效率稍大于U型管式系统。但考虑实际存在的管内容水热容的影响后,U型管式全玻璃真空管型集热器系统却明显大于全玻璃管真空管型集热器系统。通过不同气候条件下的4个典型地区的模拟结果显示,2种集热器集热系统,U型管式全玻璃真空管型集热系统有相对较高的集热效率。对于容水量差距较大的集热器,完全依靠集热器截距效率、热损失系数难以完全评判太阳能集热系统的有效集热能力。

平板型太阳集热器表面积尘对其热性能影响的分析

以两组分别处于模拟积尘与清洁状况下的平板型太阳集热器为研究对象,在相同环境条件下,通过对比其瞬时效率及效率曲线研究不同积尘量对其热性能的影响。研究结果表明:积尘不仅会降低集热器的瞬时效率,同时也会降低其所能达到的最高效率和最高温度;效率下降值与积尘量之间成正比Δηd=0.089lnm-0.118;在干旱少雨的地区或季节应注意保持集热器表面的清洁,特别是在积尘初期;要使集热器在实际运行过程中获得较高的热性能,不仅要从本质上提高其自身的性能,其运行维护同样需要引起重视。

盖板式冲缝型空气集热器参数优化

提出一种盖板式冲缝型集热器，将吸热板设置成冲缝型，提高换热效果，改善集热器内部气流组织。利用实验数据回归得到气流穿过吸热板时的局部阻力系数经验关系式，证实该集热器的优越性。在对传热模型进行实验验证的基础上，采用空气进出VI温升和有效效率为综合评价指标，模拟优化集热器的结构参数和运行参数。结果表明，最佳的平均冲缝间距、冲缝当量直径、集热器高度、空气流量（单位集热面积的流量）范围分别为0．08～0．12m、0．008～0．012m、1．8～3．0m、40～80m^3／h（0．012～0．025m／s）。

全流道式平板型太阳能集热器的试验研究与模拟分析

以全流道式平板型太阳能集热器为研究对象,首先进行了集热性能试验测试,在此基础上,利用CFD技术对不同排管管径全流道吸热板内传热介质的流动与传热进行模拟。试验结果表明,全流道集热器集热性能好、保温性能优,最高瞬时集热效率可达86.1%,热损失系数仅为4.179 W/(m^2·℃);与有关国家标准比较,最高瞬时集热效率高14.1%,热损失系数低1.82 W/(m^2·℃)。模拟结果表明:全流道板芯在增大流体传热接触面积的同时产生了横向导流作用,使各排管间流体流量分布更为均衡;全流道板芯热阻小,壁面上热流分布均匀,有效地增大了板芯的对流换热。

平板型太阳集热器热性能的快速测试方法研究

对快速测量平板太阳集热器热性能的瞬态测试方法进行研究,并将快速测试方法的测试结果与国标GB/T4271-2000(平板型太阳集热器热性能试验方法)规定的测试方法所得的结果进行比较。通过对比可见,基于瞬态测试的快速测试方法可以得到与稳态测试同样的结果,考虑到现有太阳辐射表的精度,只要太阳辐照度大于300W/m2瞬态测试即可有效,且对测试期间太阳辐照度的变化无要求。在除雨雪天的情况下,整个测试可以在1d内完成。

热管式平板型太阳集热器热性能的理论研究

基于热管式平板型太阳集热器吸热板传热过程的特点以及换热器的传热有效度-传热单元数法,对热管式平板型太阳集热器的被加热流体出口温度及热效率进行理论分析和计算,并将结果与具有相同结构尺寸的热管式平板型太阳集热器的实验研究结果进行比较。结果表明,根据提出的理论分析方法所得到的结果与实验研究结果吻合较好,可用于分析和讨论相关参数对热管式平板型太阳集热器热性能的影响。为研究热管式平板型太阳集热器的热性能提供了一种新的理论方法。

直流式系统中平板型太阳能集热器数值模拟研究

由于非稳态传热问题通过理论计算得到解析解较困难,本文运用数值模拟方法研究定温放水型直流式系统中平板型太阳能集热器的工作状况,讨论了集热器的管径和管中心距在非稳态传热条件下对集热器的效率和每平方米产水量的影响。可得到结论扁盒式集热器具有较高效率;相同条件下,管径越大集热器效率越高。该结果有利于优化直流式平板集热器的设计参数。

盖板式冲缝型空气集热器热性能的影响因素研究

提出一种盖板式冲缝型集热器,将吸热板设置成冲缝型,从而在不影响集热面积的同时增大了吸热板与空气间的对流传热系数;并采用数值模拟与实验验证相结合的方法对其热性能的影响因素进行研究。对比Matlab程序模拟值和实验值,两者基本吻合,空气出口温度的平均偏差为1.1℃,说明所建立的数学模型正确,可用来深入研究该集热器。研究结果表明,对于集热器结构尺寸和物理参数,冲缝当量直径对热效率和空气进出口温差的影响最大,其次是吸热板外表面发射率、盖板内表面发射率、盖板外表面发射率、平均冲缝间距和集热器高度;对于进口参数和环境条件,空气进口温度、环境温度和室外风速对热效率和空气进出口温差的影响均非常显著,而送风量和辐射强度对空气进出口温差影响显著。总体来看,若吸热板采用选择性涂层或盖板采用高透性低辐射玻璃,该集热器热效率较高,且与建筑一体化程度高,应在住宅建筑中大力推广。

平板型集热器驱动的小型太阳能吸收式制冷系统运行分析与优化研究

文章以平板型集热器作为驱动热源,构建了一套额定制冷功率为17.6 kW的小型太阳能吸收式制冷系统,并基于TRNSYS软件构建了小型太阳能吸收式制冷系统模型,研究了太阳辐射强度、集热器面积和蓄热水箱体积的变化对系统运行性能和制冷功率的影响。模拟结果表明:在系统运行过程中,平板型集热器的工作温度约为90℃,单效吸收式制冷机的驱动温度为72.5~95℃,单效吸收式制冷机的最大制冷效率可以达到0.85,由此可知,当热源温度与驱动温度的匹配度较好时,既能保证单效吸收式制冷机的高效运行,又能减少能源品位的浪费;白天,当小型太阳能吸收式制冷系统运行时,系统的太阳能保证率为57.5%,一次能源节约系数可达到0.25,此时,小型太阳能吸收式制冷系统的制冷性能优于电压缩制冷系统。

平板型太阳集热器优化研究

基于热力学第一、二定律,采用拉格朗日条件极值法,以平板型太阳集热器的效率为目标函数,对平板型太阳集热器进行优化,在给定集热器结构参数以及环境条件的情况下,得到优化后的工质质量流量、进口温度以及效率。实验结果与计算结果吻合较好。讨论工质质量流量、工质进口温度、太阳辐射强度以及环境温度对效率的影响。对优化前后的效率进行比较,结果显示优化后的效率有显著提高。

平板型太阳能集热器的热损失分析

对平板型太阳能集热器的热损失进行理论分析,建立热损失的数学模型,由于平板型集热器的热损主要是顶部热损,所以本文对顶部热损进行详细的理论推导。通过迭代法对平板集热器顶部热损进行估算,并和Klein提出的热损系数经验公式进行验证,两种方法估算顶部热损的结果和变化规律一致,通过对比验证分析,得到了影响集热器效率的众多因素中的两因素——盖板层数和吸热板的热辐射性质对集热器顶部热损失的影响。

平板型太阳能集热器效率分析

利用传热学理论讨论了平板型太阳能集热器的构造并对平板型太阳能集热器效率的不良因素进行了详细分析 。

平板型太阳能集热器热性能影响因素分析

针对平板型集热器,从理论上分析集热器热性能的衡量指标,从指标入手理清影响集热性能的众多因素,由于集热器工作环境的多样性和复杂性,各因素之间存在交叉影响,为便于后期实验研究的开展,本文对众多影响因素进行了分类说明,系统全面地分析了各因素对平板型集热器的得热量和热损的影响,为后期实验方案的制定奠定基础。

复合抛物面型集热器吸收体温度分布的试验研究

针对具有平面吸收体的复合抛物面型集热器(CPC)建立了试验装置,对此CPC太阳集热器吸收体平面上的光、热性能进行了试验研究。结果表明,所设计的CPC集热器具有良好的聚光能力。分析了吸收体平面上的温度数值分布及影响因素并在三维空间内用射线跟踪法进行了模拟,从而为CPC集热器吸收体温度的进一步研究提供参考。

平板集热器传热模型及热性能研究进展

本文综述了国内外在平板型太阳能集热器传热模型,结构创新,热性能以及增效防冻等方面的研究进展,总结了近年来平板型太阳能集热器的发展趋势状况,并对其未来的研究方向进行了展望,为今后平板集热器的开发利用,更为太阳能热利用领域的研究和发展奠定基础。

扰流板型太阳能平板空气集热器数值模拟分析

为提高太阳能平板空气集热器效率,设计了扰流板型太阳能平板空气集热器,通过Fluent数值模拟,分析扰流板高度、间距对太阳能平板空气集热器性能的影响,得出最佳扰流板结构参数。结果表明:在所有研究的扰流板型太阳能平板空气集热器中,扰流板间距为800mm,高度为150mm时,集热器综合性能最佳,该集热器相比普通太阳能平板空气集热器,其效率明显提高,并通过最小二乘法得出其瞬时效率公式。

基于大流速的高瞬时效率槽沟式平板型太阳集热器

质量轻、厚度小是平板型太阳能集热器和建筑一体化的关键要求。设计了一种新型的平板型集热器,具有厚度薄、质量轻、产热大、能很好和建筑匹配等优点。提出了通过增大流速、减小进出口温差以获得较高的瞬时效率的方法(平均效率达到51%,瞬时效率最高达到61%),并通过试验分析了流速、进出口温差、瞬时效率、进水温度之间的关系,提出了最佳流速的经验公式。槽沟式平板型太阳集热器的性能研究将为该技术的推广应用奠定良好的基础。