U型管式全玻璃真空管集熱器熱效率及性能

大熱管集熱器和玻璃真空管集熱器 (2)

大熱管集熱器和玻璃真空管集熱器

全玻璃真空管太陽能集熱器

一、全玻璃真空管太陽能集熱器 1、全玻璃真空管太陽集熱器有一定的抗凍能力， 適合在冬天氣溫為0℃至‐20℃的地區(qū)使用。 2、三腔管、三高管等新一代高硼硅3.3玻璃真空 管具有耐高溫、抗凍結(jié)、熱效高、壽命長的特點， 克服了傳統(tǒng)真空管不承壓、缺水後易爆裂玻璃管 的缺陷。 3、全玻璃真空管太陽能集熱器在同等氣候條件下 升溫率比其他太陽能集熱器的升溫率提高30% 左右。 4、規(guī)格：有多種規(guī)格可供選擇，無雲(yún)晴天產(chǎn)55 ℃熱水量高於：80‐140kg/平方米。 5、高吸收率92%，低發(fā)射率10%，日平均熱效 率55%。 二、熱管真空管太陽能集熱 1、真空熱管太陽能集熱器有 很強的抗凍能力，適合在冬天 氣溫為0℃至‐40℃的地區(qū)使 用。 2、可承壓，耐空曬，不易爆 管。 3、熱容量小，啟動快，可用 于產(chǎn)高溫?zé)崴?、開水。 4、規(guī)格：有多種規(guī)格可供選 擇，無雲(yún)晴天產(chǎn)55℃熱水 量：7

全玻璃真空管太陽能集熱器 (2)

北京市雙木環(huán)境科學(xué)新技術(shù)開發(fā)公司最新開發(fā)投產(chǎn)了真空管蓄熱式太陽能集熱器專利產(chǎn)品。該太陽能集熱器采用了熱效率高的真空濺射鍍膜全玻璃真空管集熱管,不僅保持了高太陽輻射吸收率、真空絕熱等性能,而且結(jié)合了熱管傳熱技術(shù)和相變蓄熱技術(shù)。它完全克服了現(xiàn)

各種類型集熱器性能優(yōu)劣比較 太陽能光熱產(chǎn)業(yè)經(jīng)過幾十年的發(fā)展，現(xiàn)在已經(jīng)呈現(xiàn)產(chǎn)品多樣、類型多樣、系統(tǒng)多樣的格 局，太陽能光熱系統(tǒng)的核心元件——集熱器也出現(xiàn)多種產(chǎn)品，概況起來有以下幾種： 圖0、集熱器種類結(jié)構(gòu)圖 一、結(jié)構(gòu)特點和使用性能 1、真空管型集熱器 真空管型集熱器包括全玻璃真空管型太陽能集熱器、玻璃-金屬結(jié)構(gòu)真空管型集 熱器；全玻璃真空管型太陽能集熱器根據(jù)使用的方式又可以細(xì)分為直插式集熱器、 u型管式集熱器和熱管式集熱器三種。 總體來說，真空管型集熱器的吸熱部件是真空管，具有以下特點： 真空集熱管具有真空夾層，空氣對流和傳導(dǎo)幾乎為0，保溫性能非常好（就象保溫 瓶一樣），熱損系數(shù)非常小，空曬溫度達(dá)到200℃以上，部分達(dá)到280℃左右。 真空集熱管是圓柱形的管狀，太陽從不同方向入射時其截面不變，因此具有準(zhǔn)跟蹤 性能，即早晚陽光較偏時得熱量也較高。同時對各個角度的光線都有吸收，

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選擇性吸收涂層是全玻璃真空太陽集熱管的重要組成部分,其光學(xué)性能直接影響著全玻璃真空太陽集熱管的熱性能。衡量選擇性吸收涂層的最主要參數(shù)是涂層光學(xué)吸收比,而代表全玻璃真空太陽集熱管熱性能的參數(shù)主要是空曬性能參數(shù)及悶曬太陽輻照量。文章通過試驗研究了涂層的吸收比對全玻璃真空太陽集熱管的空曬性能參數(shù)和悶曬太陽輻照量的影響。結(jié)果表明全玻璃真空太陽集熱管涂層吸收比對悶曬太陽輻照量有明顯影響,對空曬性能參數(shù)也有影響但不明顯。

第46卷第11期熱力發(fā)電vol.46no.11 2017年11月thermalpowergenerationnov.2017 收稿日期：2017-02-14 基金項目：江蘇省太陽能技術(shù)重點實驗室開放基金(jpklsst201505) supportedby：jiangsukeylaboratoryofsolarenergytechnologyopenfund(jpklsst201505) 第一作者簡介：張昌宓(1992—)，男，碩士研究生，主要研究方向為高效傳熱與傳質(zhì)設(shè)備，zhangcm@njtech.edu.cn。 通訊作者簡介：陶漢中(1978—)，男，博士，副教授，taohanzhong@njtech.edu.cn。 橢圓形全玻璃真空管太陽能集熱器 非穩(wěn)態(tài)數(shù)值模擬 張昌宓1，陶漢中1，

熱管式太陽能真空管集熱器有優(yōu)勢 熱管式真空管太陽能集熱器具有集熱效率高、得熱量大、輸出溫度高、承壓運行快、結(jié)構(gòu)強 度高、抗凍性強等特點，安裝維護(hù)方便，使用壽中無漏水隱患，易實現(xiàn)和建筑結(jié)合，具備較 長的使用壽命，可廣泛應(yīng)用于各種規(guī)模和用途的太陽能集熱系統(tǒng)中。熱管式真空管太陽 能集熱器具有集熱效率高、得熱量大、輸出溫度高、承壓運行快、結(jié)構(gòu)強度高、抗凍性強等 特點，安裝維護(hù)方便，使用壽中無漏水隱患，易實現(xiàn)和建筑結(jié)合，具備較長的使用壽命，可 廣泛應(yīng)用于各種規(guī)模和用途的太陽能集熱系統(tǒng)中。 集中式太陽能熱水系統(tǒng) 熱管式真空管太陽能集熱器數(shù)量根據(jù)熱水需求量可任意組合，安裝位置靈活，承壓運行， 系統(tǒng)阻力小，集熱系統(tǒng)容水量小，熱水系統(tǒng)的運行通過太陽能控制器自動進(jìn)行控制，可直接 對熱水加熱，也利用防凍液循環(huán)，通過換熱器間接加熱熱水，適用于各種集中熱水供應(yīng)及泳 池加熱系統(tǒng)。 圖1為

全玻璃真空管型太陽熱水器是技術(shù)相對成熟、應(yīng)用最廣的太陽能利用方式.通過對全玻璃真空管型太陽熱水器內(nèi)流場的計算流體力學(xué)模擬,研究了器內(nèi)的對流換熱過程,分析了真空管截面的流體流動速度分布,考察了真空管不同位置處的流體循環(huán)速度及箱體內(nèi)水溫對循環(huán)速度的影響.結(jié)果表明,隨著流體溫度的升高,器內(nèi)出現(xiàn)隨機(jī)的湍動渦流;渦流的存在將造成管內(nèi)冷熱流體的混和,對換熱過程不利;在真空管內(nèi)安置引流擋板將抑制流體的湍動,確保有序的熱對流流動,提高對流換熱效率.研究結(jié)果有助于剖析熱水器內(nèi)對流換熱的機(jī)理,對技術(shù)革新提供參考.

針對一種新型封閉式真空管集熱器與建筑一體化結(jié)構(gòu),對建筑的保溫性能進(jìn)行實驗研究。結(jié)果表明:①封閉式真空管集熱器對建筑的保溫性能提高了1.33倍,極大地減少了冬季的建筑熱負(fù)荷量;②從經(jīng)濟(jì)上看,建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)與封閉式真空管集熱器一體化能夠明顯降低冬季采暖費用,值得推廣;從技術(shù)上看,對于建材市場的規(guī)范、安裝技術(shù)等,需進(jìn)一步改善。

太陽能熱水器主要由集熱器與水箱兩部分組成。集熱器把太陽能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?靠自然對流或強迫對流把熱能儲存在水箱中,并有效地防止熱損失。評價太陽能熱水器性能的好壞,主要看集熱器吸熱量的多少和水箱散熱損失的多少。集熱器的吸熱量越多,水箱的散熱損失越少,其性能越好。不管是平板型的太陽能熱水器,還是真空管

根據(jù)已有資料,對全玻璃真空管太陽能熱水器進(jìn)行了技術(shù)分析,并對全玻璃真空管太陽能熱水器,燃?xì)鉄崴骱碗姛崴鞯目傮w使用性能進(jìn)行了較實際的計算比較.

全玻璃真空管太陽熱水器當(dāng)前在我國已經(jīng)得到普及應(yīng)用,按結(jié)構(gòu)型式分它主要有普通式和外置輔助水箱式兩種。這兩種熱水器分別有：易產(chǎn)生“炸管”現(xiàn)象,前后出水溫差較大,甚至在無自來水的情況下不能

基于fluent軟件及tecplot軟件,通過對均勻加熱條件下的全玻璃真空管太陽熱水器內(nèi)流場及溫度場的數(shù)值模擬,研究了熱水器的對流換熱與傳質(zhì)過程;分析了集熱管傾角、真空管雙面受熱對熱水器內(nèi)流場及溫度場的影響和真空管與水箱連接處、垂直等溫面上的流體速度、溫度分布。結(jié)果表明,在真空管與水箱連接處出現(xiàn)隨機(jī)的渦流和真空管內(nèi)出現(xiàn)分段的小環(huán)流,對傳熱傳質(zhì)過程不利,特別是對于帶反射板的雙面受熱的集熱器,應(yīng)采取措施確保管內(nèi)對流換熱流動的有序性。建議加裝導(dǎo)流板,并初步探討了導(dǎo)流板的長度,確立了最佳板長模擬結(jié)構(gòu),為后續(xù)的理論研究與試驗打下基礎(chǔ)。

當(dāng)前使用的玻璃集熱管是一端開口一端封閉的“盲腸式”的集熱管。如果按照圖1設(shè)計成并聯(lián)的貫通式玻管太陽熱水器則“盲腸式”玻管的諸多缺陷,如水垢沉積、管內(nèi)熱水無法利用等一系列問題均不存在且玻管所承受的壓力并沒有因通水而增加。對大管徑玻管之間的距離進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計取其最佳數(shù)值,還可獲得更好的效果。而且不要小視系統(tǒng)中溢流管尤其是開口朝上的直通溢流管的散熱,由于頂水工作取消了溢流管將避免這部份的散熱損失而進(jìn)一步提高熱水器的效率。

建立和分析了u型真空管集熱器的熱效率的表達(dá)式,并在fluent中建立動態(tài)仿真模型,利用模型分析了u型管的入口流速和結(jié)構(gòu)尺寸、太陽輻照度對真空管內(nèi)溫度場的影響.結(jié)果表明:減小入口流速和u型管內(nèi)徑、增加太陽輻射量和u型管的長度都可以使真空管的出口平均溫度增高.該分析結(jié)果可對u型玻璃真空管的優(yōu)化設(shè)計、參數(shù)匹配等方面提供理論支撐.

熱管真空管集熱器是繼悶曬式、平板式、全玻璃真空管集熱器后的第四代太陽能集熱產(chǎn)品,在太陽能領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。分析了熱管真空管的原理、結(jié)構(gòu)及傳熱特性;以國外產(chǎn)品為例,論述了熱管真空管集熱器的特點及工作性能;對直流式熱管真空管熱水系統(tǒng)和典型的間接式供熱供暖及泳池?zé)崴到y(tǒng)進(jìn)行了分析。

熱管真空管集熱器及太陽能熱水系統(tǒng)