33-平板型太阳能集热器的热损失分析
- 格式:pdf
- 大小:993.60 KB
- 文档页数:5
真空管太阳能集热器和平板太阳能集热器的优缺点------(摘自2009年4月22日中国国际太阳能热利用大会专家报告)一.平板太阳能的几种板材集热器:铜铝复合阳极化板芯集热器;全紫铜选择性涂层板芯集热器;全紫铜氮氧化钛涂层板芯集热器共三种。
二.平板太阳能集热器的制作方法:平板型太阳能集热器板芯及其制造方法,板芯由两块金属薄板叠在一起,四周采用咬缝工艺连接在一起,制成平板型金属吸热体,底部用镀锌板和保温棉垫底,上部用玻璃板盖住,四周用橡胶条密封。
受光面板上沟槽的槽底与背板冲压连接在一起,形成横向和纵向互相连通的工质流道。
三.平板太阳能的特点:1.平板式太阳能在70年代就已经发明和应用,自从80年代发明真空管太阳能后,在整个业界平板式太阳能就慢慢退出市场(在广东,云南,海南等省至今还有在推广和使用),太阳能热水器也经历了焖晒式太阳能,平板式太阳能,真空管式太阳能,真空热管式太阳能的发展历程。
2.平板式太阳能工作原理是采用玻璃温室效应的原理实现对热水的加热。
从它的制作方式就可知道平板式太阳能的低效率,有的太阳能企业在说明它的高热效率如:高吸收率:αs≥92%,低发射率:εh≤10%,日平均热效率ηd≥55%。
是一种不负责任的表现。
作为一种集热板它在吸热的同时也会进行散热,而热量的传递只有三种方式:辐射,传导,对流。
平板式太阳能的三种散热传热方式均很明显,发射率随集热器内的水温升高而增大。
实际上平板式太阳能集热器的热效率不足54%。
3.平板太阳能的使用寿命:采用铜铝复合工艺,经轧制后形成铜质流道和铝质吸热翅片,板芯表面经阳极化处理形成选择性吸热涂层,或采用优质选择性涂层或电镀黑铬涂层。
A.由于涂层材料在阳光的照射和空气的氧气的氧化下,在三至五年就开始老化,变成浅白色,从所安装的平板太阳能工程实例就可见一斑。
B.集热器的铜管容易在水的作用下,产生铜绿,在水的冲刷下变薄,特别是焊接口,在几年后就容易穿孔,这也是不争的事实,使用铜管的平板式太阳能和热泵换热器均如此。
第1章习题参考答案1.什么叫太阳常数?大气层外,垂直于太阳辐射传播方向上的太阳辐照度是常数吗?当日地距离为平均值时,在被照亮的半个地球的大气上界,垂直于太阳光线的每平方米面积上,每秒获得的太阳辐射能量称为太阳常数。
大气层外,垂直于太阳辐射传播方向上的太阳辐照度不是常数(日地距离变化、太阳活动影响等)2.太阳能利用的优缺点是什么?优点:①普遍。
阳光普照大地,处处都有太阳能,可以就地利用,不需要到处寻找,更不需要火车、轮船、汽车等运输工具日夜不停地运输。
这对于解决边远偏僻地区以及交通不便的乡村、山区、海岛等地的能源供应尤为重要。
②巨大。
太阳能储量无比巨大。
一年内到达地面的太阳能的总量,要比地球上现在每年消耗的各种能源的总量多几万倍。
③长久。
只要存在太阳,就会有太阳能。
因此,利用太阳能作为能源,可以说是取之不尽、用之不竭的。
④无害。
利用太阳能作为能源,没有废渣、废料、废水、废气排出,不产生对人体有害的物质,因而不会污染环境,没有公害。
缺点:①分散性。
太阳能的能量密度低。
晴朗白天的正午,在垂直于太阳光方向的地面上,lm2面积所能接受的太阳能,平均只有1kW左右。
作为一种能源,这样的能量密度是比较低的。
因此在实际利用时,往往需要一套相当大的装置来收集太阳能,这就使得太阳能利用装置占地面积大、用料多、成本较高。
②间歇性。
到达地面的太阳能,随昼夜的交替而变化,这就使大多数太阳能利用装置在夜间无法工作。
为克服夜间没有太阳能所造成的困难,就需要配备必要的储能设备,以便在白天把太阳能收集并储存起来,供夜晚使用。
③随机性。
到达地面的太阳能,由于受气候、季节等因素的影响,是极不稳定的,这也给太阳能利用增加了不少难度。
为克服阴雨天没有太阳能所造成的困难,也需要配备必要的储能设备,以便在晴朗天时把太阳能收集并储存起来,供阴雨天使用。
3.什么叫太阳时,太阳时和时角的关系是什么?北京地区的太阳时等于当地标准时间吗?太阳时:太阳能工程计算中涉及的时间,特点是午时(中午12点)阳光正好通过当地子午线,即在空中最高点处。
平板太阳能空气集热器热性能的实验研究蒋绿林;徐晨;董应伟【摘要】设计了一种太阳能空气集热器,对其热性能进行了实验研究.通过实验,分析了冬季3个典型日的集热效率和空气流量、进出口温度、太阳辐射强度间的关系.结果表明,出口温度随太阳辐射强度的增加而增加,集热效率随着空气流量的增大而增大.同时给出了太阳能空气集热器的效率方程.【期刊名称】《常州大学学报(自然科学版)》【年(卷),期】2014(026)002【总页数】4页(P75-78)【关键词】太阳能空气集热器;集热效率;太阳辐射强度【作者】蒋绿林;徐晨;董应伟【作者单位】常州大学石油工程学院,江苏常州213164;常州大学石油工程学院,江苏常州213164;常州大学石油工程学院,江苏常州213164【正文语种】中文【中图分类】TK513平板太阳能空气集热器是一种太阳能热利用装置,结构简单,造价低廉,使用方便,易于维护,接受太阳辐射面积大,广泛应用于采暖、除湿、干燥等领域[1-2]。
太阳能空气集热器以空气作为传热介质,空气的导热系数远小于水,致使板温增高和环境热损增大;空气的密度也远小于水,其传热、蓄热能力小,因此空气集热器热性能比热水器差。
但空气介质也有突出的优点:①在干燥、空调应用上不需要二次转换就可以直接利用;②冬季不存在冻结问题;③空气不会腐蚀集热板和管路;④空气系统对集热器的承压、密封等要求不太严格,即使有少量泄漏,对系统的运行和效率不会产生较大的影响[3 -4]。
长期以来对太阳能空气集热器的研究重点集中于强化空气和板芯之间的换热,并保持较小的风机功率[5]。
本文设计了一种新型的太阳能空气集热器,与传统的空气集热器相比具有结构简单,制作成本低,集热效率高等优点。
1 太阳能空气集热器本文设计的管翼式太阳能空气集热器,是由常州市康舒环境科技有限公司制造,结构如图1、图2所示:由透明玻璃盖板(1)、多通道吸热板芯(2)、底部及四周保温体(3)以及边框(4)和集管(5)组成,外形尺寸为2 000mm×1 000mm×80mm (长×宽×厚)。
太阳能集热器热性能分析摘要:本文介绍了太阳能集热器的种类以与各自的特点。
同时,阐述了太阳能集热器热性能的理论,包括影响太阳能集热器热性能的因素、太阳能集热器热性能的测试方法等。
关键字:太阳能集热器、热性能测试、影响因素0引言随着能源的大量消耗和环境的急剧破坏,新能源技术已经成为21世纪世界经济开展中具有决定性影响的五个技术领域之一。
太阳能因为具有取之不尽、用之不竭、无环境污染等诸多优点而受到各国重视。
2011年,我国太阳能集热器生产量占世界产量的80%,占世界保有量的60%左右,说明我国已经成为太阳能利用大国。
太阳能集热器是将其接收的太阳辐射能向传热工质传递热能的装置,因此,太阳能集热器是太阳能利用的关键装置。
所以,太阳能集热器的研究、开发与应用对太阳能资源的高效应用至关重要。
1太阳能集热器的种类随着太阳能利用的大力开展,太阳能集热器的种类也越发多样化。
根据进入采光口的太阳辐射方向是否改变,分为聚光型集热器、非聚光型集热器;根据集热器的传热工质类型的不同,分为液体型集热器、空气型集热器;根据集热器是否跟踪太阳,分为跟踪集热器、非跟踪集热器;根据集热器是否有真空空间,分为平板型集热器、真空管型集热器;根据集热器的工作温度围的不同,分为高温集热器〔300℃~800℃〕、中温集热器〔80℃~250℃〕、低温集热器〔40℃~80℃〕。
其中,太阳能热利用产品最常见的有两种--平板型太阳能集热器与真空管型太阳能集热器。
1.1 平板型太阳能集热器与其特点平板型太阳能集热器[1]的典型结构如图1所示,主要包括透明盖板、吸热板芯、流体流道、隔热层和箱体等局部.图1 平板型太阳能集热器典型结构透过透明盖板照射到吸热板外表,吸热板吸收大局部太阳辐射能,将其转化为热能,并将热能传递给流道的传热介质,传热介质携带热能进入储热设备。
这样,传热工质被加热后,温度逐渐升高,作为集热器的有用热能输出。
同时,由于吸热体的温度升高,通过透明盖板和外壳向周围环境散失热量,造成了平板型太阳集热器的各种热损失。
平板型太阳能集热器技术参数1. 引言太阳能是一种清洁、可再生的能源,被广泛应用于热水供应、采暖和发电等领域。
平板型太阳能集热器作为太阳能利用的主要设备之一,具有简单、可靠、经济的特点。
本文将介绍平板型太阳能集热器的技术参数,包括外形尺寸、工作温度、热效率等方面。
2. 外形尺寸平板型太阳能集热器通常由一个或多个平板组成,每个平板的外形尺寸决定了集热器的总体尺寸。
一般来说,平板的尺寸越大,集热面积越大,吸收太阳能的能力也越强。
常见的平板型太阳能集热器尺寸为2米×1米,也有一些更大的尺寸可达到4米×2米。
此外,集热器的厚度一般在5毫米至10毫米之间。
3. 工作温度平板型太阳能集热器的工作温度取决于太阳能的辐射强度和集热器的热损失。
一般来说,集热器的工作温度范围在50摄氏度至80摄氏度之间。
在较低的温度下,集热器的热效率较高,但较高的温度有助于提高热水供应和采暖的效果。
4. 热效率热效率是衡量平板型太阳能集热器性能的重要指标之一。
它表示集热器从太阳能辐射中吸收到的热量与太阳能辐射总量之间的比例。
一般来说,平板型太阳能集热器的热效率在60%至80%之间。
热效率受到多种因素的影响,包括太阳能辐射强度、集热器的材料和结构、工作温度等。
5. 光热转换效率光热转换效率是指平板型太阳能集热器将太阳能辐射转化为热能的效率。
它表示集热器从太阳能辐射中吸收到的能量与太阳能辐射总能量之间的比例。
一般来说,平板型太阳能集热器的光热转换效率在50%至70%之间。
光热转换效率受到集热器的材料、光学特性和表面处理等因素的影响。
6. 热损失热损失是指平板型太阳能集热器在工作过程中由于传导、对流和辐射等途径损失的热量。
热损失会降低集热器的热效率,影响其性能。
为了减少热损失,平板型太阳能集热器通常采用具有较好绝热性能的材料,如玻璃纤维增强塑料。
此外,集热器的表面通常采用具有较低辐射率的材料,如黑色涂层,以减少辐射热损失。
平板型太阳能集热器技术标准1 范围本标准规定了胜强阳光公司平板型太阳能集热器的产品分类、标记、技术要求、标识包装等内容。
2 引用文件GB/T 6424-2007 平板型太阳集热器技术条件GB/T 4271-2007 平板型太阳集热器热性能试验方法GB/T 26974-2011 平板型太阳能集热器吸热体技术要求GB/T 12936-2007 太阳能热利用术语GB/T 25969-2010 家用太阳能热水系统主要部件选材通用技术条件GB/T 1800.1-2009产品几何技术规范(GPS)极限与配合第1部分:公差、偏差和配合的基础GB/T 1804-2000 一般公差未注公差的线性和角度尺寸的公差GB/T 1720-1979 漆膜附着力测定法GB/T 1527-2006 铜及铜合金拉制管GB/T 3190-2008 变形铝及铝合金化学成分GB/T 6892-2006 一般工业用铝及铝合金挤压型材GB/T 14846-2008 铝及铝合金挤压型材尺寸偏差GB 5237.1-2008 铝合金建筑型材第1部分基材GB 5237.2-2008 铝合金建筑型材第2部分阳极氧化型材GB 5237.3-2008 铝合金建筑型材第3部分电泳涂漆型材GB 5237.4-2008 铝合金建筑型材第4部分粉末喷涂型材GB 15763.2-2005 建筑用安全玻璃第2部分:钢化玻璃GB/T 2518-2008 连续热镀锌钢板及钢带GB/T 14978-2008 连续热镀铝锌合金镀层钢板及钢带GB/T 13448-2006 彩色涂层钢板及钢带试验方法GB/T 3880.1-2012 一般工业用铝及铝合金板、带材第1部分:一般要求GB/T 3880.2-2012 一般工业用铝及铝合金板、带材第2部分:力学性能GB/T 3880.3-2012 一般工业用铝及铝合金板、带材第3部分:尺寸偏差GB/T 26709-2011太阳能热水器用硬质聚氨酯泡沫塑料GB/T 17795-2008 建筑绝热用玻璃棉制品GB/T 24798-2009 太阳能热水系统用橡胶密封件GB/T 11618.1-2008 铜管接头第1部分:钎焊式管件GB/T 11618.2-2008 铜管接头第1部分:卡压式管件GB/T 13384-2008 机电产品包装通用技术条件GB/T 191-2008 包装储运图示标志3 产品分类与标记3.1产品分类3.1.1根据外壳形式分类,胜强阳光公司平板型太阳能集热器分为铝型材边框式平板集热器、整体背板式平板集热器。
太阳能光热发电系统的热损失分析一、引言太阳能光热发电系统作为一种可再生能源利用技术,具有广阔的应用前景。
然而,由于能量传输过程中存在着热损失现象,限制了太阳能光热发电系统的实际效率。
因此,对于太阳能光热发电系统的热损失进行深入的分析和研究,对于提高系统的能量利用率具有重要意义。
二、热损失的来源太阳能光热发电系统中的热损失主要来自以下几个方面:1.集热器外部的环境热辐射:集热器的外表面与环境之间存在热辐射,导致集热器表面的温度降低,限制了系统的能量利用效率。
2.集热器内部的热辐射:集热器内部的太阳能吸收面存在着热辐射现象,导致能量的损失。
3.传热介质流动过程中的热损失:在太阳能光热发电系统中,传热介质经过集热器、储热设备等部件,流动过程中会存在不同程度的热损失。
4.储热设备的热损失:由于储热设备存在着不完全的隔热性能,储热过程中会发生一定程度的热损失。
5.输送管路的热损失:太阳能光热发电系统中的传热介质需要通过输送管路进行流动,管路材料的选择以及管路的保温性能直接影响系统的热损失程度。
三、热损失的分析1.集热器外部的环境热辐射:通过合理设计集热器的外部表面结构,提高表面的反射率能够减少热辐射损失。
同时,在集热器外表面加装隔热材料,减少与环境的热交换,也可降低外界热辐射对集热器的影响。
2.集热器内部的热辐射:通过优化太阳能吸收面的材料和结构,减少内部热辐射损失。
选择具有高吸收率和低辐射率的材料,降低材料的热辐射损失。
3.传热介质流动过程中的热损失:采用低粘度传热介质,减小传热过程中的流动阻力,降低能量的损失。
同时,在传热设备周围加装隔热材料,避免传热过程中的热损失。
4.储热设备的热损失:提高储热设备的隔热性能,采用保温材料包裹储热设备,减少热量的散失。
5.输送管路的热损失:选择低导热系数的管路材料,并在管路外部加装保温材料,减少输送管路的热散失。
四、热损失的评估与优化对于太阳能光热发电系统的热损失量进行评估是优化系统性能的关键。
太阳能集热器的分类及特点分析作者:袁静珍来源:《硅谷》2013年第07期摘要介绍了太阳能集热器的分类,阐述了太阳能集热器的工作原理,分析了几种太阳能集热器的特点,有助于人们对太阳能集热器类型的选定。
关键词太阳能集热器;平板型集热器;真空管型集热器中图分类号:TK513 文献标识码:A 文章编号:1671—7597(2013)041-178-021 概述太阳能集热器是指在太阳加热系统中,接收太阳的辐射能,并向传热工质传递热能的装置。
它是太阳能热利用系统的一个部分,是决定太阳能热利用系统性能的关键部件。
2 太阳能集热器的分类随着电子技术的发展,太阳能集热器的类型越来越多样化。
根据进入采光口的太阳辐射方向是否改变,分为聚光型集热器、非聚光型集热器;根据集热器的传热工质类型的不同,分为液体型集热器、空气型集热器;根据集热器是否跟踪太阳,分为跟踪集热器、非跟踪集热器;根据集热器内是否有真空空间,分为平板型集热器、真空管型集热器;根据集热器的工作温度范围的不同,分为高温集热器、中温集热器、低温集热器。
其中最常见是将太阳能集热器分为平板型太阳能集热器和真空管型太阳能集热器。
2.1 平板型太阳能集热器平板型太阳能集热器是太阳能低温热利用的基本器件。
平板型太阳能集热器主要由吸热体、透明盖板、外壳和隔热层等部件组成。
它的结构如图1所示。
平板型太阳能集热器是利用太阳光辐射透过透明盖板后,投射在吸热体上,其中大部分太阳辐射能被吸热体吸收并转化为热能,然后将热能传递给吸热体内的传热工质。
这样,传热工质被加热后,温度逐渐升高,作为集热器的有用热能输出。
同时,由于吸热体内的温度升高,通过透明盖板和外壳向周围环境散失热量,成为平板型太阳集热器的各种热损失。
2.2 真空管型的太阳能集热器真空管型太阳能集热器是在平板型太阳能集热器基础上发展起来的新型集热装置。
按照吸热体的材料分类,可分为玻璃吸热体真空管(或称为全玻璃真空管)集热器和金属吸热体(玻璃—金属)真空管集热器两大类。
平板式太阳能集热器的结构设计与分析太阳能作为一种清洁且可再生的能源,逐渐被广泛使用。
平板式太阳能集热器作为太阳能利用的主要方式之一,其结构设计和分析对于提高太阳能的利用效率至关重要。
本文将从三个方面介绍平板式太阳能集热器的结构设计与分析,即结构组成、吸热沟槽设计以及热性能分析。
一、结构组成平板式太阳能集热器主要由太阳能吸收器、传热管路和外壳构成。
太阳能吸收器是太阳能集热器的核心部件,其设计要考虑到吸收太阳辐射能的效率。
一般采用黑色吸热涂层覆盖在金属或塑料基板上,以增加吸热表面积。
吸热涂层的选择应考虑到在太阳辐射下的稳定性和热传导性能。
同时,吸热板的形状和尺寸也需要合理设计,以增加吸收太阳辐射的面积,并保证辐射能转化为热能的高效率。
传热管路是将吸收的热能传导至热载体(如水或空气)的通道。
它通常由金属或塑料材料制成,具有良好的热传导性和抗腐蚀性。
传热管路的设计要考虑到热载体的流动速度和传热效率。
合理设计的传热管路能够提高太阳能集热器的热传导效率并减少能量损失。
外壳是太阳能集热器的保护层,既能够保护内部组件不受外界环境影响,又能够减少热能的散失。
一般采用透明玻璃或聚合物材料制成,以便将太阳辐射能传输到吸热器上,并保持集热器内部的温度稳定。
外壳的设计要求具有良好的隔热性能和耐候性,以确保太阳能集热器的长期稳定运行。
二、吸热沟槽设计吸热沟槽是太阳能集热器中负责吸收太阳辐射能的部分,其设计直接影响集热器的吸热效率。
吸热沟槽一般采用带有曲面或挤压型的结构,以增加太阳辐射的入射角度。
进一步增加太阳辐射能与吸热板之间的接触面积,从而提高吸收效率。
在吸热沟槽的设计中,需要考虑到入射太阳辐射的角度和强度,以及沟槽的形状和尺寸。
一般情况下,沟槽的宽度应根据入射太阳辐射的角度和时间进行调整,以便吸收到最大的辐射能。
此外,沟槽的深度和宽度也需要根据吸热涂层的热传导特性进行适当设计,以实现辐射能的高效吸收和传导。
三、热性能分析热性能分析是评估太阳能集热器的热效率和热损失的重要手段。