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.

基于新型CPC集热器的太阳能蒸汽压力锅系统的设计

介绍了基于新型CPC集热器的太阳能蒸汽压力锅系统的设计,重点介绍了新型CPC集热器和压力锅的结构设计。对整个系统进行传热分析后,根据具体实例和仿真条件,利用MATLAB软件对系统进行动态仿真,得出不同情况下压力容器中蒸汽出口温度变化图,为设计过程提供依据。

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。

基于CPC型太阳能集热器在日光温室中的供暖应用及经济效益分析

以槽式集热器为雏形,设计开发出一种板式的CPC复合抛物面集热器。集热管采用新型直通金属-玻璃封接式真空太阳能集热管,并利用Tracepro光学软件,在太阳光入射角-28°~28°进行模拟,表明在此期间不会产生跑光现象,聚光效果明显;通过试验测出该CPC集热器试验最高效率可达65.4%,将该设计用于农业温室,进行冬季供暖补能,最后进行经济效益分析。结果表明:使用CPC集热器为温室供暖(内蒙古供暖180 d),夜晚在保证温室适宜温度下,与传统燃煤取暖相比,可节省运行费用300元,减少二氧化碳排放12.15 t。该研究可为日光温室在未来投入清洁能源供暖提供参考价值。

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。

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。

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。

肋片型太阳能集热器热量通道传热效果仿真

对肋片型太阳能集热器热量通道传热特性效果进行分析,能够高效提高集热器的使用质量。对太阳能集热器热量通道传热效果进行仿真,需要建立集热器热量通道的湍流模型,分析计算流体动力学方法。传统方法建立集热器单侧吸收高热流密度的传热数学模型,但忽略了对流体动力学的分析,导致传热效果分析的准确度低,提出一种肋片型太阳能集热器热量通道传热效果分析方法,通过建立集热器热量通道的湍流模型,对集热器热量的湍流进行分析,确定集热器的湍流性能,并通过分析近壁区空气湍流特性,提高集热器热量通道传热特性效果的分析的准确性;对计算流体动力学方法进行分析,对影响肋片型太阳能集热器热量通道传热效果的参数进行求解,从而实现传热效果分析。实验结果表明,所提方法能够准确描述各参数对肋片型太阳能集热器热量通道传热效果的影响,传热效果分析的准确度较高。

平板型太阳能空气集热器有效透过率与吸收率乘积的计算

在分析平板型太阳能空气集热器内部传热原理的基础上，对其有效透过率与吸收率的乘积进行了讨论，导出了计算公式。

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 。

与建筑一体化的墙体型太阳能集热器

为了解决太阳能供暖设备与建筑一体化问题,发明了"与建筑一体化的墙体型太阳能集热器",并试制实物样机.该集热器的采光面是由上下呈锯齿形的不锈钢波纹(三角形)板的大面组成,将透明的三角形波纹板敷设在不锈钢波纹板之上并保持一定间距,再通过塑钢方框进行组装密封,制成墙体型太阳能集热器.工作时,采光面将吸收的热量传导给三角形腔体内的液体工质使之汽化,蒸汽通过保温换热水箱内部的冷凝管凝结为液体,回流到集热器的三角形腔体内如此反复,实现了集热和换热的自循环.试验表明:该集热器不仅提高了热效率,而且还替代了部分墙体.应用该集热器可以实现太阳能与建筑一体化.

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。

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。

平板型太阳能集热器空气夹层最佳间距的确定

本文对平板型太阳能集热器中的自然对流现象进行了理论分析,提出了水平、倾斜及垂直三种放置方式的太阳能集热器空气夹层最佳间距的确定问题。特别是对目前很少涉及的垂直放置平板型太阳能集热器的最佳空气层间距进行了深入探讨。同时本文对空气夹层中的自然对流热损失、空气夹层间距及放置倾角三者的相互关系和变化趋势进行了分析计算,提出了在0_o≤φ≤90°,10~2<Ra<10~6的范围内几种倾角位置的空气夹层最佳间距的推荐值。

基于TRNSYS的CPC集热器太阳能热水系统的模拟分析

通过TRNSYS软件搭建了复合抛物面聚光器(CPC)集热器太阳能热水系统模型,对广州地区某小型别墅的太阳能热水系统进行了设计,并观察系统在1年(8760 h)中的运行情况。选取了系统在4个典型日的运行情况进行分析,得到了CPC集热器在春分日和冬至日的最高出口温度分别为67.5℃和68.2℃,在夏至日和秋分日的最高出口温度分别为85.7℃和83.3℃。CPC集热器的集热效率随进口流量的增大而增大,随进口温度的下降而升高;经测试,CPC集热器的最佳安装倾角为22°。对CPC集热器和平板集热器的集热性能进行比较后发现,二者的集热功率基本均随太阳辐照度的增加而增加,在冬至日12:00~15:00这个时段,CPC集热器的集热功率是平板集热器的1.5倍。

平板型太阳能集热器微机测试系统

简要介绍使用微机构成平板型太阳能集热器自动测试系统的基本方案，着重说明提高测试精度的几项措施．

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。

四种交叉V型吸热板-底板太阳能空气集热器热性能的数值模拟对比分析

作为最常用的一类平板型空气集热器,V型波纹吸热板空气集热器近年来被广泛应用和研究.采用相同几何尺寸(长2m,宽1m)的波形板,构成四种不同流道的交叉V型吸热板-底板太阳能空气集热器,应用太阳载荷模型,利用FLUENT软件,对集热器在倾角为30°,入口空气流量为60m3/h的工况进行了三维数值模拟,得到集热器不同位置的温度场、吸热板中心宽度0.5m处的平均努赛尔数和瞬时效率,并对其进行了对比分析,得出空气集热器的V型吸热板横向放置、底板纵向放置结构的瞬时效率最高.