30m~2槽式太阳能集热器性能模拟研究

本文针对30 m~2槽式太阳能集热试验装置,对太阳能集热器的性能进行了模拟。分析了太阳能集热器光热转化过程,建立了太阳能能量转换与传递模型,并开发了模拟计算程序,研究了集热器关键结构参数和运行参数对集热性能的影响规律。具体考察了太阳辐照强度、工质流量、环境风速、吸热管管径等对集热效率的影响。结果表明:太阳能集热器的集热效率随太阳辐照强度的增加而增大,随工质流量的增加而增大,存在最佳的吸热管管径使得集热效率最大。研究结果将为太阳能集热器的设计提供参考依据。     

槽式太阳能聚光集热器热性能数值研究

建立了槽式太阳能聚光集热系统的二维经验模型,应用试验数据验证了模型的可靠性。利用最新一代槽式太阳能集热管、结合LS-2聚光器,对其二者组成太阳能集热系统的光热性能进行了详细的数值研究,研究了传热流体流量、环境风速、传热流体与环境温差及环形空间压力等因素聚光集热器光热性能的影响。     

槽式太阳能集热系统的实验研究

本文设计搭建了槽式太阳能集热系统性能测试平台,通过不同工况下的实验测试数据分析了影响槽式太阳能集热系统性能的主要因素;针对槽式集热器的瞬时效率、集热效率及换热器的热损失系数展开了实验测试与分析计算,讨论了工质流量变化对槽式集热系统性能的影响规律。实验结果表明:晴朗天气瞬时集热效率在0.35～0.65范围内变化,换热器热损失系数在1 W/(m~2·℃)以下,研究结果为槽式太阳能集热系统大规模应用提供一定参考价值。     

用于住宅建筑的太阳能吸收式空调性能分析

夏季太阳能辐射强度与空调负荷有很好的一致性,这使得太阳能辅助空调具有独特的优点。根据郑州地区夏季太阳辐射和空调负荷特点,针对某一太阳能辅助吸收式空调系统进行了理论分析,该系统供冷对象为200m2别墅,采用60m2平板式太阳能集热器和一个带有辅助加热装置的集热水箱作为热源。在发生器温度为70—100℃,蒸发温度5—15℃的范围内计算了系统性能系数和太阳能利用率。计算结果表明,在5—9月份,太阳能可以提供建筑冷负荷的76—122%。     

太阳能集管系统流量分配的理论和实验研究

集管系统在各类换热系统中具有广泛的运用,支管流量分配不均是集管系统的基本问题,流量分配不均对集管系统泵功消耗有较大的影响,因此集管系统内部流量分配的准确预测及优化至关重要。本文以常见的平板太阳能集热器为研究对象分析集管系统流量分布不均的问题,应用经典流体力学公式,通过连续性方程、能量守恒及动量守恒定律建立系统内部压力、流动阻力以及流量分配通用数学模型,编写C程序数值求解集热器系统压力与流量的分布规律并进行实验验证,结果表明:通过建立流量分配模型可以准确预测集管系统内的流动状况。集热器系统压力流量分布的理论预测模型具有广泛的适用性,对预测工业锅炉系统、太阳能集热系统及各种集管系统的流动阻力、流量分配及压力分布具有重要的借鉴意义。     

太阳能与冷热电联产系统集成

本文研究太阳能与冷热电联产系统集成,增加槽式太阳能集热器,利用中低温太阳能.在相对节能率的基础上提出全年相对节能率,并采用全年相对节能率评价新系统,用以确定最佳太阳能集热器面积.用软件Aspen Plus模拟流程,装机容量275 kW时,太阳能集热器面积增加,新系统的全年相对节能率先增加后减少,最大全年节能率值为32.7%,而常规系统的全年节能率为30.7%,新系统较常规系统的全年节能率相对提高了6.5%,最佳太阳能集热面积为350 m2.对于不同装机容量,设计最佳太阳能集热器面积;对于同一装机容量,讨论太阳辐射强度及日照时间对最佳太阳能集热面积的影响.     

太阳能与辅助热源互补供暖仿真研究

针对太阳能供暖系统占地面积大、高寒地区供暖效果不稳定情况,本文利用TRNSYS搭建实验系统仿真模型,以空气源热泵或电加热作为辅助热源进行对比分析与优化。系统能耗、辅热量与房间热舒适性设定为目标值,通过响应曲面法分析集热器面积、集热器倾角及供暖循环泵流量等对目标值的影响,从而对工况进行优化。太阳能与空气源热泵互补供暖系统最优工况为:集热倾角43.71°、空气源热泵功率6.47 kW、供暖泵流量4.08 m~3/h;对应目标值能耗4799.11 kWh、热泵辅助加热量16953.3 kWh、PPD_19.84%、PPD_2 9.62%。太阳能与电加热互补供暖系统最优工况为:集热倾角50°、电加热功率25.77kW、供暖泵流量6 m~3/h;对应目标值能耗18075.6 kWh、电加热辅助加热量17698.75 kWh、PPD_1 9.62%、PPD2 9.35%。经对比分析可知太阳能与空气源热泵互补供暖在高寒地区更具优势。     

新型太阳能与燃气轮机联合循环互补系统集热场优化研究

新型太阳能与燃气轮机联合循环互补系统根据不同类型的太阳能集热装置的集热特性,实现其与燃气轮机联合循环系统的梯级互补,将太阳能直接蒸汽发生系统(DSG)与高压蒸汽蒸发过程耦合,同时将低压蒸汽的生成过程与热管式真空管集热器进行耦合。本文主要针对真空管集热场中集热器行间距及倾斜角等参数的优化问题,开展其对全年有效太阳热能及平均集热效率影响规律的研究。     

变频控制直接膨胀式太阳能热泵的数值模拟

文中通过对变频控制直接膨胀式太阳能热泵的数值模拟,指出PV/T- SAHP系统实现变频控制从而解决太阳能热泵集热器面积与压缩机的容量不匹配的关键问题是找到系统集热/蒸发器的MSS线.为变工况下太阳能热泵系统的研究提供参考.     

高寒地区太阳能毛细管供暖系统实验研究

针对呼和浩特地区太阳能毛细管网供暖系统运行特性,搭建了太阳能毛细管网供暖系统,对系统进行理论与实验研究,测试该系统对室内热环境的影响。研究结果表明:在较为晴朗的天气情况下,太阳能集热器典型日平均集热功率为7.12 kW、集热效率为50.5%。储热水箱保温效果良好的情况下,毛细管供暖系统在典型日平均供暖效率为38.9%。毛细管网供暖房间室内早晚温差较大,导致各层温度分布较不均匀;相较于室外环境与未供暖房间,平均温度分别提高了16.68℃和8.84℃。通过房间热舒适性分析,多数时间室内具有较好的热舒适性,但在中午时间段内需根据情况进行适当的流量调节。该研究为太阳能毛细管网系统在高寒地区推广应用提供了研究基础。     

槽式DSG太阳能集热系统模拟分析

以采用真空集热管的一次通过式槽式DSG太阳能集热器为研究对象。基于集热器管内水工质的流型与传热特性,建立了集热器稳态传热模型,并验证了模型及计算方法的合理性。分析了当出口为400℃过热蒸汽时,集热器传热受太阳辐射强度、管径、水工质入口参数等的影响规律。结果表明集热器的传热效果取决于周围环境的边界条件以及集热器结构参数和水工质运行参数的选取,本文结论为DSG集热器的设计及运行提供了理论参考依据。     

1.x级溴化锂吸收式制冷循环性能分析

提出了一个适合于利用太阳能的新型1.x级溴化锂吸收式制冷循环。计算了该循环的性能。结果表明,在现有太阳能集热器所能提供的热水温度范围,1.x级循环克服了单效循环运行范围窄的缺点,其性能指标明显高于两级循环;冷却水先进入冷凝器的串联流程优于并联流程;热水、冷媒水、冷却水温度对溴冷机循环系统的性能系数、热源单耗、面积单耗等经济性指标有较大影响。     

Structure and surface composition of solar selective graded stainless steel/carbon cermet films

The composition of a reactively sputtered graded stainless steel/carbon cermet with a copper base layer has been studied using Auger electron spectroscopy/argon ion depth profiling and X-ray photoelectron spectroscopy. The interlayer structure of newly deposited films is independent of the underlying substrate but exhibits strong substrate interactions following baking at 670K for 60 min. Similar behaviour is found in films aged in air at room temperature over a period of months. Metal oxide substrates are most reactive, causing oxidation within the film. This type of multilayer cermet is used in solar collectors as a spectrally selective film. The implications of these findings for the long term integrity and performance of the thermal solar collectors are discussed.     

热管平板集热器设计优化

简单介绍了热管平板集热器的特点及应用前景,在分析传热的基础上,讨论各因素对传热效率的影响,从而进行优化设计。     

Elastically deformed thin-walled solar energy concentrators

The cheapening of solar energy reception and concentration is of primary importance for its effective use. Conventional preformed parabolic reflectors are too bulky and heavy for the shape of their surface to be maintained by load-bearing frameworks. The fabrication of elastically deformed thin-film or thin-sheet reflectors is considered in terms of the classical elasticity theory. It is shown that the solar energy concentration ratio achievable in receivers made by this technology is comparable to that in present-day collectors used in solar power plants; however, collectors made by the new technology may be much cheaper.     

An investigation on planar dielectric light collectors for illumination and solar energy applications

In this paper the performances of inhomogeneous dielectric slabs as solar light collectors for both illumination and solar energy applications are analysed.     

全玻璃真空太阳能热水器内流场的影响因素分析

本文通过对均匀加热条件下的全玻璃真空管太阳能热水器内流场的计算流体力学模拟,研究了管内的对流换热过程,分析了器内流场的影响因素以及真空管与水箱连接处的流体速度、温度分布,计算与实验结果相一致,结果表明,在真空管与水箱连接处出现随机的涡流,对换热过程不利,特别是对于增加反射板的类似真空管双面受热的热水器情况,应采取措施确保管内对流换热流动的有序性。     

Tube-side heat transfer enhancement in flat-plate liquid solar collectors with wire coil inserts

This work presents an experimental study of the thermal-hydraulic characteristics in a flat-plate solar collector with two different geometries of helical coil inserts. Isothermal pressure drop tests are conducted in a horizontal tube using water as working fluid to obtain the fully developed Fanning friction factor for a range of Reynolds number Re = 80–8,000. Heat transfer tests are performed in the solar collector loop using a mixture of propylene-glycol and water at 30 wt%, covering the ranges Pr = 16–28 and Re = 140–600. A significant decrease in the temperature of the absorber is observed when the appropriate wire coil is selected for the given flow conditions, proving the beneficial effect of this type of insert device for the augmentation of the thermal efficiency in flat-plate solar collectors.     

Optical, Energetic and Exergetic Analyses of Parabolic Trough Collectors

Parabolic trough collectors generate thermal energy from solar energy. Especially, they are very convenient for applications in high temperature solar power systems. To determine the design parameters, parabolic trough collectors must be analysed with optical analysis. In addition, thermodynamics （energy and exergy） analysis in the development of an energy efficient system must be achieved. Solar radiation passes through Earth＇s atmosphere until it reaches on Earth＇s surface and is focused from the parabolic trough collector to the tube receiver with a transparent insulated envelope. A11 of them constitute a complex mechanism. We investigate the geometry of parabolic trough reflector and characteristics of solar radiation to the reflecting surface through Earth＇s atmosphere, and calculate the collecting totM energy in the receiver. The parabolic trough collector, of which design parameters are given, is analysed in regard to the energy and exergy analysis considering the meteorological specification in May, June, July and August in 1sparta/TUrkey, and the results are presented.     

太阳能强化自然通风理论分析及其在生态建筑中的应用

生态建筑作为建筑节能的一个全新设计理念,旨在最大限度地利用风能、太阳能等自然能源,削减不可再生能源的耗费。将太阳能烟囱、Trombe墙以及太阳能空气集热器等构件与生态建筑一体化设计安装能够取得较好的效果。本文以太阳能烟囱为例对太阳能强化自然通风的原理进行了理论分析与模拟计算。同时,介绍了较为典型的三种太阳能强化自然通风的复合能量系统。