U型管式全玻璃真空管集热器热效率及性能

大热管集热器和玻璃真空管集热器 (2)

大热管集热器和玻璃真空管集热器

全玻璃真空管太阳能集热器

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、熱效高、壽命長的特點， 克服了傳統真空管不承壓、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、規格：有多種規格可供選擇，無雲晴天產55 ℃熱水量高於：80‐140kg/平方米。 5、高吸收率92%，低發射率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 于產高溫熱水、開水。 4、規格：有多種規格可供選 擇，無雲晴天產55℃熱水 量：7

全玻璃真空管太阳能集热器 (2)

北京市双木环境科学新技术开发公司最新开发投产了真空管蓄热式太阳能集热器专利产品。该太阳能集热器采用了热效率高的真空溅射镀膜全玻璃真空管集热管,不仅保持了高太阳辐射吸收率、真空绝热等性能,而且结合了热管传热技术和相变蓄热技术。它完全克服了现

各种类型集热器性能优劣比较 太阳能光热产业经过几十年的发展，现在已经呈现产品多样、类型多样、系统多样的格 局，太阳能光热系统的核心元件——集热器也出现多种产品，概况起来有以下几种： 图0、集热器种类结构图 一、结构特点和使用性能 1、真空管型集热器 真空管型集热器包括全玻璃真空管型太阳能集热器、玻璃-金属结构真空管型集 热器；全玻璃真空管型太阳能集热器根据使用的方式又可以细分为直插式集热器、 u型管式集热器和热管式集热器三种。 总体来说，真空管型集热器的吸热部件是真空管，具有以下特点： 真空集热管具有真空夹层，空气对流和传导几乎为0，保温性能非常好（就象保温 瓶一样），热损系数非常小，空晒温度达到200℃以上，部分达到280℃左右。 真空集热管是圆柱形的管状，太阳从不同方向入射时其截面不变，因此具有准跟踪 性能，即早晚阳光较偏时得热量也较高。同时对各个角度的光线都有吸收，

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选择性吸收涂层是全玻璃真空太阳集热管的重要组成部分,其光学性能直接影响着全玻璃真空太阳集热管的热性能。衡量选择性吸收涂层的最主要参数是涂层光学吸收比,而代表全玻璃真空太阳集热管热性能的参数主要是空晒性能参数及闷晒太阳辐照量。文章通过试验研究了涂层的吸收比对全玻璃真空太阳集热管的空晒性能参数和闷晒太阳辐照量的影响。结果表明全玻璃真空太阳集热管涂层吸收比对闷晒太阳辐照量有明显影响,对空晒性能参数也有影响但不明显。

第46卷第11期热力发电vol.46no.11 2017年11月thermalpowergenerationnov.2017 收稿日期：2017-02-14 基金项目：江苏省太阳能技术重点实验室开放基金(jpklsst201505) supportedby：jiangsukeylaboratoryofsolarenergytechnologyopenfund(jpklsst201505) 第一作者简介：张昌宓(1992—)，男，硕士研究生，主要研究方向为高效传热与传质设备，zhangcm@njtech.edu.cn。 通讯作者简介：陶汉中(1978—)，男，博士，副教授，taohanzhong@njtech.edu.cn。 椭圆形全玻璃真空管太阳能集热器 非稳态数值模拟 张昌宓1，陶汉中1，

热管式太阳能真空管集热器有优势 热管式真空管太阳能集热器具有集热效率高、得热量大、输出温度高、承压运行快、结构强 度高、抗冻性强等特点，安装维护方便，使用寿中无漏水隐患，易实现和建筑结合，具备较 长的使用寿命，可广泛应用于各种规模和用途的太阳能集热系统中。热管式真空管太阳 能集热器具有集热效率高、得热量大、输出温度高、承压运行快、结构强度高、抗冻性强等 特点，安装维护方便，使用寿中无漏水隐患，易实现和建筑结合，具备较长的使用寿命，可 广泛应用于各种规模和用途的太阳能集热系统中。 集中式太阳能热水系统 热管式真空管太阳能集热器数量根据热水需求量可任意组合，安装位置灵活，承压运行， 系统阻力小，集热系统容水量小，热水系统的运行通过太阳能控制器自动进行控制，可直接 对热水加热，也利用防冻液循环，通过换热器间接加热热水，适用于各种集中热水供应及泳 池加热系统。 图1为

全玻璃真空管型太阳热水器是技术相对成熟、应用最广的太阳能利用方式.通过对全玻璃真空管型太阳热水器内流场的计算流体力学模拟,研究了器内的对流换热过程,分析了真空管截面的流体流动速度分布,考察了真空管不同位置处的流体循环速度及箱体内水温对循环速度的影响.结果表明,随着流体温度的升高,器内出现随机的湍动涡流;涡流的存在将造成管内冷热流体的混和,对换热过程不利;在真空管内安置引流挡板将抑制流体的湍动,确保有序的热对流流动,提高对流换热效率.研究结果有助于剖析热水器内对流换热的机理,对技术革新提供参考.

针对一种新型封闭式真空管集热器与建筑一体化结构,对建筑的保温性能进行实验研究。结果表明:①封闭式真空管集热器对建筑的保温性能提高了1.33倍,极大地减少了冬季的建筑热负荷量;②从经济上看,建筑围护结构与封闭式真空管集热器一体化能够明显降低冬季采暖费用,值得推广;从技术上看,对于建材市场的规范、安装技术等,需进一步改善。

太阳能热水器主要由集热器与水箱两部分组成。集热器把太阳能转变为热能,靠自然对流或强迫对流把热能储存在水箱中,并有效地防止热损失。评价太阳能热水器性能的好坏,主要看集热器吸热量的多少和水箱散热损失的多少。集热器的吸热量越多,水箱的散热损失越少,其性能越好。不管是平板型的太阳能热水器,还是真空管

根据已有资料,对全玻璃真空管太阳能热水器进行了技术分析,并对全玻璃真空管太阳能热水器,燃气热水器和电热水器的总体使用性能进行了较实际的计算比较.

全玻璃真空管太阳热水器当前在我国已经得到普及应用,按结构型式分它主要有普通式和外置辅助水箱式两种。这两种热水器分别有：易产生“炸管”现象,前后出水温差较大,甚至在无自来水的情况下不能

基于fluent软件及tecplot软件,通过对均匀加热条件下的全玻璃真空管太阳热水器内流场及温度场的数值模拟,研究了热水器的对流换热与传质过程;分析了集热管倾角、真空管双面受热对热水器内流场及温度场的影响和真空管与水箱连接处、垂直等温面上的流体速度、温度分布。结果表明,在真空管与水箱连接处出现随机的涡流和真空管内出现分段的小环流,对传热传质过程不利,特别是对于带反射板的双面受热的集热器,应采取措施确保管内对流换热流动的有序性。建议加装导流板,并初步探讨了导流板的长度,确立了最佳板长模拟结构,为后续的理论研究与试验打下基础。

当前使用的玻璃集热管是一端开口一端封闭的“盲肠式”的集热管。如果按照图1设计成并联的贯通式玻管太阳热水器则“盲肠式”玻管的诸多缺陷,如水垢沉积、管内热水无法利用等一系列问题均不存在且玻管所承受的压力并没有因通水而增加。对大管径玻管之间的距离进行优化设计取其最佳数值,还可获得更好的效果。而且不要小视系统中溢流管尤其是开口朝上的直通溢流管的散热,由于顶水工作取消了溢流管将避免这部份的散热损失而进一步提高热水器的效率。

建立和分析了u型真空管集热器的热效率的表达式,并在fluent中建立动态仿真模型,利用模型分析了u型管的入口流速和结构尺寸、太阳辐照度对真空管内温度场的影响.结果表明:减小入口流速和u型管内径、增加太阳辐射量和u型管的长度都可以使真空管的出口平均温度增高.该分析结果可对u型玻璃真空管的优化设计、参数匹配等方面提供理论支撑.

热管真空管集热器是继闷晒式、平板式、全玻璃真空管集热器后的第四代太阳能集热产品,在太阳能领域得到了广泛的应用。分析了热管真空管的原理、结构及传热特性;以国外产品为例,论述了热管真空管集热器的特点及工作性能;对直流式热管真空管热水系统和典型的间接式供热供暖及泳池热水系统进行了分析。

热管真空管集热器及太阳能热水系统