平板微热管的研究进展回顾与展望

热管是一种具有高热导率的多尺度传热材料,被广泛应用于换热器的余热回收再利用、太阳能集热器和数据中心冷却等领域。从循环动力和性能表现两方面入手探讨微热管传热影响因素的研究实验。针对平板微热管的结构组成和工作机理,综述了平板微热管微槽结构、充装工质及其充液率、工作状态的性能研究进展,剖析了蒸发段和冷凝段的状态对流动状态与传热特性之间的关系,如曲率半径、循环工质流量和有效导热系数等参数的表现,总结了平板微热管的模型结构设计与理论预测研究进展,并结合强化换热和沸腾传热,对微热管微通道的发展方向进行了展望。     

直流式系统中平板型集热器非稳态效率研究

对平板型太阳能集热器的直流工作方式的非稳态传热作了分析,建立了数值传热模拟模型,利用fluent6.0软件对其作了数值模拟分析,探讨了直流式平板集热器在非稳态传热中的排管间距、管径的集热器结构优化参数。模拟结果表明,集热器在管径相同的情况下,管中心距越小,集热器效率越高,本研究提供的5组数据中,管中心距50mm被认为最佳。当采用最佳管中心距时,管径大的集热器效率高于管径小的集热器效率。     

平板集热器定温差循环工况数值模拟分析

运用FLUENT数值模拟软件对直流式系统中管板式太阳能平板集热器的非稳态传热性能进行三维模拟。改变平板型太阳能集热器的一个主要结构参数(集热管管径)进行了三维非稳态数值模拟实验;通过对模拟数据进行分析,得出了平板集热器不同管径对集热器传热性能的变化影响。     

太阳能热风发电系统的空气集热器试验装置的研制

根据太阳能热风发电系统集热器的抽象试验研究模型,研制了该系统的空气集热器试验装置,设计了该装置的集热器箱体、太阳能辐射模拟装置、流量和温度测量系统、辐射强度测量系统以及数据采集系统.利用研究装置进行了变太阳辐射强度、变空气流量以及环境温度对空气集热器的热量影响实验,初步试验验证装置的可行性.     

扰流板型太阳能平板空气集热器集热性能

对一种扰流板型太阳能平板空气集热器的集热性能进行了研究,并对各种影响集热器热性能的因素进行了分析,揭示了总热损失系数、扰流板肋片效率、流道内空气流速和扰流板的间距对效率因子和热迁移因子的影响机理.获得了扰流板型太阳能平板空气集热器的集热效率理论表达式,为此类太阳能空气集热器的设计及应用提供了参考.     

非均匀流量分布下太阳能平板集热器的热性能分析模型

分析了非均匀流量分布下太阳能平板集热器的传热过程,建立并求解了相应的数学模型.通过该模型计算得到的集热器各支管出口温度与实验结果相符,验证了其正确性.利用该模型分析了假想的4种流量分布下太阳能平板集热器热性能,计算结果显示,非均匀流量分布的集热器热转移因子和集热器瞬时效率都比均匀流量分布低,最大降低幅度分别可达12.6%和10.5%.流量非均匀分布时各支管的肋片宽度、肋效率、效率因子、热转移因子和工质出口温度都不相等,稳态时集热器瞬时效率与归一化温差仍然成线性关系.     

平板太阳能集热器热性能数学建模及模拟

以平板太阳能集热器作为研究对象,通过对平板太阳能集热器热性能进行理论推导,引入效率因子,构建更为准确、便捷的平板集热器的数学模型,进行计算机程序模拟。根据模拟数据得出吸热体板芯几何结构、板芯用材对平板太阳能集热器性能的影响。在不降低集热器效率因子的情况下,使翅片的单位面积质量降低45.8%;在材料消耗相同的情况下,集热器效率因子提高了0.03。     

一种新型渗透式太阳能空气集热器的热性能研究

设计制作了一种新型平板型、渗透式太阳能空气集热器,介绍了该集热器的结构、尺寸及工作原理,并以该集热器为研究对象,建立了数学模型,进行了实验测试.结果表明,在辐射水平较高且稳定、风速较小的测试条件下,该集热器的性能稳定,集热效率和出风温度较高,具有一定的推广与应用潜力;同时,所建数学模型准确可靠,可用来对集热器进行模拟分析.     

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.     

一种适用于粮食干燥的太阳能空气集热器热性能分析

本文设计制作了一种适于就仓干燥粮食的高效率、大流量、低温升、低阻力的太阳能空气集热器,对其建立了物理模型,进行了理论分析计算,并通过实验测试将理论计算结果与实验分析结果进行了比较。理论计算和实验结果都显示,这种太阳能空气集热器的效率随空气流量的增大而增大,集热器的温升随空气流量的增大而减小,当空气流量率在0.01348 kg/sm2-0.04621kg/sm2之间变化时,集热器平均效率在38.0%~74.6%之间,空气温升在29.0℃~13.4℃之间。     

一种CPC型热管式太阳能集热器的实验研究

将复合抛物面聚光器（CPC）和热管平板式集热器相结合，研究了一种以平面形吸热板为接收器的CPC型热管式太阳能集热器．采用碘钨灯模拟太阳光辐射，在不同辐射强度下，对CPC型热管式太阳能集热器和普通热管平板式太阳能集热器的集热温度、瞬时效率、平均效率及平均热损系数等热性能进行了对比实验研究．研究结果表明：与普通热管平板式太阳能集热器相比，CPC型热管式太阳能集热器不但提高了集热温度和集热效率，而且降低了热损失．这一研究结果为太阳能集热器的进一步发展提供了有意义的参考．     

平板式热管太阳能集热器冬季运行性能研究

对平板式热管太阳能集热器的冬季运行和热量传递进行了实验和分析研究,给出了该种集热器的冬季运行性能实验参数,证实了平板式热管太阳能集热器完全能够在严冬寒冷条件下正常运行,并具有高抗冻性能和低生产成本,为平板式热管太阳能集热器的推广和应用提供了科学依据。     

集热器对太阳能喷射制冷系统性能的影响

采用寿命期性价比对单、双层盖板平板集热器、全玻璃管、热管真空管及CPC聚焦型集热器对喷射式制冷系统的性能影响进行了评价,并与采用设计工况性价比指标的评价结果进行对比分析。结果表明,寿命期性价比评价指标考虑了太阳辐射与气温变化,比设计工况性价比评价指标更全面、更符合实际情况;双层盖板平板集热器用于太阳能喷射式制冷系统,寿命期性价比最优;CPC聚焦型太阳能集热器热性能最优,在相同制冷量下,所需集热面积最小,可节省安装空间。     

太阳能热管吸收式空调制冷系统构造及分析

分析了太阳原热管式集热管的工作特性,吸收式制冷系统的工作特性,设想以热管式真空管为集热管,以溴化锂＝水为工质对的吸收式制冷装置,构成太阳能空调制冷系统,并进一步探讨这一系统在工作时的性能和特点,以节能,安全性为出发点,分析了建造太阳能热管吸收式空调制冷系统的可行性和实用性。     

全玻璃热管真空太阳集热管的自动化热性能测试系统的研发

根据国家新颁布的全玻璃热管真空太阳集热管国家标准,提出了一种全玻璃热管真空太阳集热管的自动化热性能测试系统,系统通过测试平台和传感器等硬件部分采集测试数据,由上位机软件部分自动处理数据和计算测试结果.该系统实现自动化测试,提高测试效率和准确度,具有实际的应用意义.     

非直膨式太阳能水源热泵地板辐射采暖实验系统研究

为解决太阳能供热系统间歇性和不稳定性的问题,对以水源热泵作为辅助热源,以热管式真空管太阳能集热系统为主要热源形式,以地板辐射采暖系统为末端装置的太阳能-水源复合热泵地板辐射供暖系统进行研究。分析该系统在不同工况运行原理的前提下,建立系统性能系数的数学模型。分析了集热器进出口温度、水箱平均温度、地板采暖系统进出口温度和热泵蒸发温度对系统供热性能的影响。提出此系统的运行策略和控制方案,为该系统的设计和运行控制提供了依据。     

微通道太阳能平板集热器的集热性能试验

为进一步提高传统太阳能平板集热器的集热性能,对一种自主设计的新型微通道太阳能平板集热器进行探究.通过采用矩形微通道吸热板结构,减小传统流道的截面面积及增加吸热板与循环工质的热传导面积,使流体吸收热能的时间延长,并提高总的传热量.同时,对该集热器在山西省某农村住宅供暖系统进行试验测试.试验结果表明:在冬季晴朗天气的典型工况下,微通道太阳能平板集热器日平均集热效率为63.6%,最高集热效率可达80.4%,系统平均能效比为16.1,单块集热板平均热损失为233.3 W,且集中在顶部;下进上出流动形式的瞬时效率较高,热损失较小.     

一种新型户式太阳能空调系统

提出了一种新型户式太阳能空调系统,该系统采用双筒式单效溴化锂吸收式制冷机作为制冷设备,使用真空管热管太阳能集热器集热驱动.在这个空调系统中,集热器的热管直接加热发生器中的溴化锂溶液,发生-冷凝器采用新型内外式结构.通过这些措施,实际提高系统的换热效率,减少热损失,降低成本.通过热力计算得到,122 m2左右的集热面积即可提供240 m2复式住宅24 h空调冷量并可提供生活用热水.图5,表1,参8.     

集中供热热管太阳能集热器系统的研究

在原有铜铝复合板的基础上,试制了一种适合多层建筑的集中供热太阳能供热系统,克服了原有的平板式及真空管式集热系统的易炸管?易冻?易结垢?单管损坏后整个系统失效等问题.利用集热板价格低的特点,结合多层建筑,充分利用楼层的集热面积,集体安装,其结构体现了集中供热的特点,其热量可以互为补充.