关于太阳能热水器的物理研究

太阳能热水器具有安全、节能、经济、环保等优点，可以改善和提高人们的居住条件与生活水平．为了让大家了解太阳能热水器，使太阳能热水器走人普通百姓生活中，特对太阳能热水器的有关问题进行了研究．     

太阳能重力热管传热性能的分析

建立了太阳能重力热管的传热模型,分析了其内部传热性能,发现太阳能重力热管的传热性能受太阳辐照度的影响较大,其热管的瞬时效率仅在热管刚开始运行时较高,然后就不断降低。如何通过技术措施保证一个稳定较高的太阳能重力热管瞬时效率,是提高热管传热能力必须解决的关键问题。     

全息太阳能集光器

研究了全息太阳能集光器的机理 ,指出使用全息太阳能集光器 ,可大大提高太阳能热水器的光热转换效率。     

太阳能热水器管道防冻的改造

由于太阳能热水器输水管总有一部分置于室外，在寒冷的冬季，输水管中的水会结冰；轻则输水管冻堵，冬季将不能再使用太阳能热水器，重则输水管道冻裂，不仅冬季无法使用太阳能热水器，     

复合热源热泵系统集热/蒸发器的模型

提出了一种新型太阳能-空气复合热源热泵热水器,它通过独特设计的螺旋翅片蒸发盘管的平板型集热/蒸发器,综合利用太阳能和空气中的热量作为低位热源,经过热泵循环制造热水.论文针对自行设计的集热/蒸发器建立数学模型和进行热性能分析,以太阳能输入比例为准则研究系统的运行模式与特性.模拟结果显示,该装置可以一年四季全天候高效、节能地制造55℃生活热水。     

直膨式太阳能热泵热水器的实验研究

建立了直膨式太阳能热泵热水器实验样机,该样机采用裸板式太阳能集热器作为蒸发器。在室内模拟光源(0～1000W/m2)下,对该热水器进行了性能测试,得出热水平均加热功率为1.04 kW,热泵平均COP为4.18。通过对实验数据加以整理和分析,得出了热水温度、集热/蒸发板温度、热水加热功率及热泵COP随太阳辐射强度及运行时间的变化规律,并提出了热泵COP的改善措施。     

自保护控温回路重力热管的特性研究

本文针对换热过程中需要实现高温高压保护和热汇温度控制的问题,提出了一种自保护控温回路重力热管.通过对其运行过程进行动态模拟,揭示了该热管的运行特性,指出该热管具有可靠的高温高压自保护性能,给出了该热管的几个重要参数指标.同时,还研究了基于该热管的太阳能热水系统,证实该热管的引入能实现水箱温度的限位控制.     

微矩形槽平板热管的设计制造及性能分析

目前微槽平板热管成为热管研究和开发的重点。文中简要介绍了平板热管的设计要点及制造工艺,并通过实验,对设计制作的平板热管进行了性能测试。得出如下结论:该平板热管具有良好的启动特性和工作特性;在设计中要注意工质与管壳材料的相容性;制作时要严格控制清洗、检漏、充装等关键工序以保证制作质量。     

平板热管均热器与热沉的一体化设计

提出了平板热管均热器与热沉一体化设计的新思路,加工了交叉孔道式一体化平板热管并进行了实验研究。这种与热沉一体化设计的新型平板热管能有效降低导热热阻,完全消除了均热器与热沉间的接触热阻。对不同热流密度下热管工作时的稳态温度进行测试,比较了一体化平板热管和其他传统结构热管的热阻值,验证了该热管良好的性能。     

微槽道热管阵列散热器的传热性能实验研究

本文介绍了平板微热管阵列散热的工作原理,制作了U型微槽道热管阵列散热器,通过与无微槽道热管阵列散热器传热性能的实验对比,在平板微热管阵列、与水平面夹角为45°的微槽道热管阵列和U型微槽道热管阵列热通量及均温性的测试基础上,得到在蒸发段温度≤58℃时,U型平板微槽道热管具有良好的传热性能,在热流密度≥72 W/cm~2的情况下,弯折角度越小,传热性能越好。实验表明:U型微槽道平板热管阵列具有良好的均温性、热响应性及传热性能;微槽道能强化热管阵列的传热效果;在一定热流密度下,弯折角度越小,传热性能越好。     

全玻璃真空太阳能热水器强化换热机理分析

本文应用Ansys Fluent软件对加装导流板全玻璃真空太阳能热水器内自然对流流场进行三维数值模拟计算,并与实验进行对比分析,通过改变导流板长度和位置改善热水器内的流动和换热。结果表明,与无导流板结构相比较,加装导流板后管内涡流消失,流体流动稳定,有利于管内自然对流,增强了换热效果,水箱内温度分层效果明显,有助于提高换热效率;同时得出导流板长度最佳选择范围为1.4～1.6 m,导流板加装在玻璃管中间位置与距管中间位置偏下1/2之间范围内更有助于换热。     

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。     

Experimental study on the heat transfer characteristics of a new type flat micro heat pipe heat exchanger with latent heat thermal energy storage

An experimental energy storage system has been designed using a new type flat micro heat pipe heat exchanger that incorporates a moderate-temperature phase change material paraffin with a melting point of 58°C. The basic structure, working principles, and design concept are discussed. The heat transfer process during the charging and discharging of the heat exchanger under various operating conditions has been experimentally investigated. Results show that the performance of the new type flat micro heat pipe was steady and efficient during charging and discharging. The average thermal storage power and absorption efficiency have been determined to be approximately 537 W and 92.5%, respectively.     

Heat transfer and friction characteristics of solar air heater duct having protruded roughness geometry on absorber plate

Protruded roughness geometry is generally considered to be simple, an innovative and economic technique for improving thermal performance of solar air heater. Experimental investigation has been carried to study the effect of different shapes, position, and height of protrusions on heat transfer and friction characteristics of solar air heater duct for the range of parameters. Correlations for Nusselt number and friction factor have been brought out from the experimental data which can be further used for evaluating performance of solar air heater having the considered roughness geometry.     

Spiral phase-change material for enhancing natural circulation solar water heater: An experimental study

This article studies the use of spiral phase-change material as an energy storage to improve the performance of a domestic solar water heater. The heating and cooling tests have been conducted for the vertical and horizontal position of the phase-change material in the water heater tank. The vertical position phase-change material yields better results than horizontal position. The charging energy and system thermal efficiencies of the tank are increased up to 20% and 12%, respectively, when the phase-change material is kept vertically. Also, it is observed that better heat transfer coefficient between water and phase-change material and upgraded thermal stratification during the cooling tests.     

高性能太阳能固体吸附式制冷与供热联合循环研究

以电加热器为热驱动源,对所提出的太阳能供热与制冷联合循环的复合机系统进行了实际测试及性能分析。实验结果表明,供热与制冷联合循环的复合机装置,能有效地应用于太阳能为驱动源的固体吸附式制冷装置之中,并在制冷的同时对外供热,系统的总能利用得到了较大的提高,为太阳能制冷技术的有效利用作出了积极的探索。     

平板热管相变传热特性的实验研究

平板热管具有很好的均热性,能够避免电子器件散热时热点的产生,使热沉具有更好的散热效果.为了研究平板热管的相变传热特性,制作了可视化平板热管,通过实验研究了加热功率、冷却风速、不同工质对平板热管性能的影响.同时,还研究了槽道结构对平板热管内部沸腾换热的强化作用.     

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。     

套管型太阳能吸附集热器实验研究

针对常用太阳能吸附制冷装置采用平板式太阳能吸附集热器存在的不足,如焊接密封工艺要求高,不能应用氨工质,工程应用检修要求复杂等,本文构造了套管型太阳能吸附集热器,它除了可有效克服上述问题外,还可采用玻璃真空管等工艺取代发泡材料进行热防护处理,而且还能用于以真空系统运行的太阳能吸附制冷系统(采用水或甲醇等为制冷剂)。本文以活性碳-甲醇为工质对,对套管太阳能吸附集热器进行了实验,研究发现,该装置性能与玻璃套管类型,管间距等有关。采用普通型玻璃套管,其性能比平板吸附集热器系统略有下降,但处理工艺比较简单,成本较低,商用前景较好。