平板太阳能空气集热器热性能的实验研究

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）。

平板式热管太阳能空气集热器热性能研究李世平;向开根;李雯;罗会龙;王霜【期刊名称】《制冷与空调（四川）》【年(卷),期】2015(000)005【摘要】热管具有传热系数高、传热温差小及单向传热等诸多优良特性。

以热管为集热部件，试制了一种平板式热管太阳能空气集热器。

测试结果表明，在日总太阳辐射为14.4MJ/m2～19.8MJ/m2的气候条件下，平板式热管太阳能空气集热器的瞬时集热效率在15.3%～74.5%之间，集热器出口空气温度可达79.1℃，其日平均集热效率约为32.6%～53.5%，其热损失系数约为3.6～8.4W/(m2·K)。

与常规的太阳能空气集热器相比，平板式热管太阳能空气集热器具有较高的集热效率和较低的热损失系数，并且供热温度较高。

【总页数】5页(P509-512,517)【作者】李世平;向开根;李雯;罗会龙;王霜【作者单位】云南省农村科技服务中心昆明 650051;昆明理工大学建筑工程学院昆明 650500;云南省农村科技服务中心昆明 650051;昆明理工大学建筑工程学院昆明 650500;昆明理工大学建筑工程学院昆明 650500【正文语种】中文【中图分类】TK511【相关文献】1.大庆市平板式太阳能空气集热器的应用研究 [J], 陈思;庄卫东2.平板式太阳能空气集热器流道改进的试验研究和数值模拟 [J], 丁刚;左然;张旭鹏;王坤3.氨工质平板式环路热管的传热性能研究 [J], 张浩;张子康;刘志春;刘伟4.氨工质平板式环路热管的传热性能研究 [J], 张浩;张子康;刘志春;刘伟5.平板式蒸发端热管植入墙体系统及其传热性能研究 [J], 邱梓宁;郑森林;何采蔚;王少锋因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

高海拔平板太阳能集热器采暖系统性能实验研究发布时间：2022-03-17T05:13:34.999Z 来源：《科学与技术》2021年30期作者：唐文学裴广军杨南聪[导读] 大面积双盖板平板太阳能集热器在高原测试，唐文学裴广军杨南聪广东五星太阳能股份有限公司广东东莞 523000摘要：大面积双盖板平板太阳能集热器在高原测试，室外温度12 ℃时，集热器在80-90 ℃工作区间时，其板芯平均温度在106 ℃左右，玻璃盖板表面温度约为28 ℃，板芯与玻璃盖板的传热温差为78K左右，集热器的板芯和盖板表面温差越大，反应集热器的保温性能越好，其具备在低温环境下大温差高效集热。

关键词：平板太阳能集热器、太阳能采暖、太阳能性能测试1．引言：随着工业大发展，化石能源的不断消耗，二氧化碳等温室气体的大量排放，导致自然环境越发恶劣，地球温度明显上升，国际社会都在节能减排，2020年9月22日，国家主席习近平在第75届联合国大会上提出“二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和”的伟大目标，双碳目标的实现需要大力发展新能替代常规化石能源，我国的建筑能耗是能源消耗的重要组成部分，大力发展太阳能采暖对节能减排十分重要。

2．测试背景及目的为验证高原地区太阳能采暖可行性，计划在西藏萨嘎县城南（海拔4500m）建造太阳能集热测试系统。

根据项目技术前期调研及技术论证结果，计划采用五星太阳能双盖板大面积平板集热器，热网设计供回水温度为60/45℃。

考虑到当地的特殊气候条件(昼夜温差大，气压低，太阳辐射强)，本次测试将集热器测试样机放置在当地进行性能测试，对其集热性能及其对当地气候适应性进行判断，为今后大面积推广提供依据。

本次测试采用五星太阳能大面积平板式集热器，现场搭建测试实验台，集热器通过换热器与水箱进行换热循环，测试平台对集热器的进出口水温、流量及压力，以及不同水箱不通过液位处的温度等进行实时监测、储存和数据远传。

一种高效平板太阳能集热器试验研究摘要:性能良好的太阳能集热器是太阳能空调的关键设备之一。

广东省江门市太阳能空调系统采用了一种高的平板集热器,其主要技术特征是增加了一块聚碳酸脂(PC)透明隔热板。

本研究通过对比试验,确定了一种高效平板太阳能集热器的技术方案,并测定了瞬时效率曲线,其热损系数仅为2190W/(m2·℃)。

我国太阳热水器近年来发展迅速,至1998年底,已有近2000万m2的太阳热水器投入使用,1997年全国太阳热水器的年产量将近350万m2,其中平板型热水器约占45%,真空管热水器约占30%[1]。

太阳热水器的应用主要是提供生活热水,但在夏天由于太阳辐射强、气温高,太阳热水器产热水量大、温度高,所产的高温热水往往用不完。

这种情况在南方每年大约有6～8个月时间,在北方也有4～6个月。

利用这些用不完的热水来实现制冷空调是一个更加理想的方案。

为了证明太阳能空调应用的可行性,我们在广东省江门市建成了我国首座大型实用性太阳能空调系统,并于1998年6月投入运行[2]。

该系统以500m2平板太阳能集热器为600m2的办公楼提供空调。

江门太阳能空调系统取得成功,不仅证明了利用太阳热水器实现制冷空调的可行性,技术上使普通的太阳热水系统与太阳能空调系统“接轨”,同时还开辟了太阳热水器一个更新、更广的应用领域。

性能良好的太阳能集热器是太阳能空调的关键技术设备之一。

目前成熟的太阳能集热器主要有平板集热器、全玻璃真空管集热器和热管式真空管集热器。

平板集热器以其简单价廉和安装方便在全世界都获得广泛的应用,在我国南方也占主导地位。

但平板集热器在高温段热效率偏低,表面热损大,用于太阳能空调还不够理想。

为此,我们研究、设计了一种高效平板集热器方案,成本只比普通的平板集热器略高一点,把它应用到江门太阳能空调系统中。

结果证明,这种高效的平板集热器完全能满足太阳能制冷空调的要求。

1高效平板集热器技术方案提高平板集热器效率一方面要减小热损,另一方面要增加得热。

第7卷 第2期 新 能 源 进 展Vol. 7 No. 22019年4月ADVANCES IN NEW AND RENEWABLE ENERGYApr. 2019* 收稿日期：2018-12-06 修订日期：2018-12-25 基金项目：北京自然科学基金面上项目（3182038） † 通信作者：刁彦华，E-mail ：diaoyanhua@文章编号：2095-560X （2019）02-0176-08改进型微热管平板太阳能空气集热器性能分析*季文寒1，刁彦华1†，赵耀华1，陈传奇1，王泽宇1，朱婷婷2（1. 北京工业大学 绿色建筑环境与节能技术北京市重点实验室，北京 100124；2. 天津商业大学 机械工程学院，天津 300134）摘 要：近年来，以空气作为换热介质的太阳能集热器越来越受到重视。

本文以微热管阵列为核心传热元件，设计并搭建了改进型微热管平板太阳能空气集热器性能测试系统。

通过实验研究了不同空气流量和不同进口温度对集热器集热性能的影响，获得相应参量对集热器的出口空气温度、集热效率和微热管阵列蒸发段温度的影响特性，分析对比了改进前后集热器的集热性能，得到了集热器效率的归一化曲线。

实验结果表明，改进型微热管平板太阳能空气集热器在夏季240 m 3/h 空气流量时集热性能最佳，改进后的集热器相比原集热器在夏季的平均集热效率最高同比提升13.8%；在240 m 3/h 风量下的平均集热效率最高达到了74%，对应集热器的压降为9.2 Pa 。

关键词：微热管阵列；太阳能空气集热器；进口温度；空气流量；归一化曲线；压降 中图分类号：TK511 文献标志码：A doi ：10.3969/j.issn.2095-560X.2019.02.010Performance Analysis of Improved Micro Heat Pipe Flat Solar Air CollectorJI Wen-han 1, DIAO Yan-hua 1, ZHAO Yao-hua 1, CHEN Chuan-qi 1,WANG Ze-yu 1, ZHU Ting-ting 2(1. Beijing Key Laboratory of Green Built Environment and Efficient Technology, Beijing University of Technology, Beijing 100124, China;2. College of Mechanical Engineering, Tianjin University of Commerce, Tianjin 300134, China)Abstract: In recent years, solar collectors which adopt air as a heat transfer fluid have received increasing attention. A new type of flat plate solar air collector was designed and constructed by taking micro-heat pipe array as the core heat transfer element in this work. The effects of different air flow rates and different inlet temperatures on the heat collecting performance of the collector were analyzed through experimental methods. Then, the influence characteristics of the corresponding parameters on the outlet temperature, the heat collection efficiency and the temperature of the evaporation section of the micro-heat pipe array were obtained, and the normalized curve of the collector efficiency was obtained according to the experimental data. The results showed that a best heat collecting performance of the improved micro heat pipe flat solar air collector was reached at 240 m 3/h air flow in summer, and the average collector efficiency of the improved collector was 13.8% higher than that of the original collector in summer. The average heat collection efficiency at 240 m 3/h was up to 74%, and the pressure drop corresponding to the collector was 9.2 Pa.Key words: micro-heat pipe array; solar air collector; inlet temperature; air flow rate; normalized curve; pressure drop0 前 言太阳能空气集热器在建筑供暖[1]、农作物干燥[2-3]和海水淡化[4]等领域有着巨大的利用价值。

特殊条件下太阳能平板集热器性能信息化研究摘要平板型集热器对太阳的直接辐射及被大气层反射和散射的漫辐射都能利用。

这种集热器的结构比较简单，不需要太阳跟踪装置，故障少，维护管理方便。

如选用合适的材料，制造工艺又比较先进，与其他类型的集热器相比，具有造价低和性能可靠的优点。

近年来随着对集热器不断地研究改进，平板型集热器的集热温度和集热效率逐步提高，其应用领域越来越广。

本文分析了在特殊条件下太阳能平板集热器性能。

关键词集热器；太阳能热水系统；平板太阳能集热器引言本文以平板太陽能集热器为研究对象，分析了影响太阳能集热器热效率的因素，得出水温、太阳辐射对集热效率影响较大，若能保持集热器中的水温较低，集热效率会更高。

1 平板式集热器太阳能系统性能特点及应用平板太阳集热器和其他太阳集热器相比具有几大特点：①平板集热器最适合用于承压系统；②最适合于双循环的太阳能热水器；③最有利于实现太阳能热水器与建筑结合；④系统寿命长，维护费用低；⑤大多数情况下可以提供更多的生活热水；⑥平板集热器用于太阳能采暖系统时能较方便解决非采暖季节的系统过热问题。

因此，在太阳能系统工程、分体式太阳能热水器和对太阳能与建筑一体化有要求的场所，平板集热器比全玻璃真空管集热器在系统寿命、系统维护等方面具有明显优势[1]。

2 平板式太阳能集热器热量损失形成因素太阳能光热利用主要通过采集-转换-贮存-输送的四大步骤。

太阳能集热器采集到阳光后其内部温度比外界环境温度要高，而且太阳能本身有间断性和不稳定性的特性，太阳能集热器外部环境也发生变化，使集热器向外传热增大。

风速增大对集热器热损失也增大。

吸收并贮存热能是集热器设计的重点，采用新型的涂层材料是外部的新改良，同时内部系统的热能保温贮存也是集热过程的关键。

热能吸收由于天气、材料的限制，吸收量达不到理想预计，做好后期的贮存能够将热能使用率提升10%，并提高平均温度，因此讨论热能损失是研究的关键。

2.1 集成空间设计不足在光照条件下，同一介质因位置不同造成了两端温差存在10℃或以上，从而造成了在外层设计盖板的间隙中存在空气对流，空隙间的空气的流动将会带走以吸收的热能，同时考虑到集热器都是导热的材质，与外界形成空气交换后将会造成能量的消耗。

平板太阳能热水器的热性能实验研究平板太阳能热水器已经被广泛应用于家庭热水供应系统中。

平板太阳能热水器利用太阳辐射能源向水进行加热，从而替代传统的电加热、燃气加热等方式，这样的绿色环保方式也符合当下社会的发展趋势。

然而，平板太阳能热水器的热性能问题一直是人们关注的重点之一。

本文旨在通过实验研究探究平板太阳能热水器的热性能，并探讨其如何更加合理高效地利用太阳能。

1. 实验设计为了研究平板太阳能热水器的热性能，我们设计了一个实验方案以收集相关数据。

实验器材包括热水器、温度计、液压仪器、电表等，实验过程包括两个阶段，一个是空晒阶段，即在没有水流经热水器的情况下，观察热水器在阳光下的温度变化；另一个是水流阶段，即将温度水通过热水器，再测量温度数据。

在实验中，太阳辐射的强度、时间和热水器与地球的距离等因素均会影响热水器的热性能，因此我们需要进行细致严谨的操作，确保数据的准确性。

2. 实验结果与分析在实验过程中，我们采集了热水器的温度数据，通过分析数据，我们得出了一系列结论。

首先，热水器的温度随太阳辐射的强度而变化。

在实验中，当太阳辐射较强时，热水器内部温度快速上升，而在太阳辐射弱的时候，热水器内部温度较为缓慢。

其次，我们发现热水器的温度随时间的增加而不断上升。

由于太阳辐射的特性，热水器的温度会在上午和下午高峰期不断上升，而在中午谷值期会有小幅下降。

在我们的多组实验数据中，热水器的温度达到了60℃左右。

这说明目前平板太阳能热水器在温度方面已经能够达到人们的需求，能够更好地满足家庭的用水需求。

最后，我们发现热水器在空晒阶段会有轻微的热损失，而当冷水流经热水器时，热水器的效率会有所下降。

该问题的原因是热水器在接受太阳能辐射的同时也会散失热源，有一定程度的热损失。

同时，在水流过程中，也会带走一部分热量，导致热水器的效率下降。

3. 总结通过实验研究，我们可以看到平板太阳能热水器具有很好的热性能，能够满足家庭用水需求。