為進(jìn)一步提高傳統(tǒng)太陽(yáng)能平板集熱器的集熱性能,對(duì)一種自主設(shè)計(jì)的新型微通道太陽(yáng)能平板集熱器進(jìn)行探究.通過(guò)采用矩形微通道吸熱板結(jié)構(gòu),減小傳統(tǒng)流道的截面面積及增加吸熱板與循環(huán)工質(zhì)的熱傳導(dǎo)面積,使流體吸收熱能的時(shí)間延長(zhǎng),并提高總的傳熱量.同時(shí),對(duì)該集熱器在山西省某農(nóng)村住宅供暖系統(tǒng)進(jìn)行試驗(yàn)測(cè)試.試驗(yàn)結(jié)果表明:在冬季晴朗天氣的典型工況下,微通道太陽(yáng)能平板集熱器日平均集熱效率為63.6%,最高集熱效率可達(dá)80.4%,系統(tǒng)平均能效比為16.1,單塊集熱板平均熱損失為233.3 W,且集中在頂部;下進(jìn)上出流動(dòng)形式的瞬時(shí)效率較高,熱損失較小. 

【文章來(lái)源】：華僑大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2019,40(05)北大核心

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【部分圖文】：

圖２微通道太陽(yáng)能平板集熱器結(jié)構(gòu)示意圖Ｆｉｇ．２Ｓｃｈｅｍａｔｉｃｄｉａｇｒａｍｏｆｍｉｃｒｏ－ｃｈａｎｎｅｌｓｏｌａｒｐｌａｔｅｃｏｌｌｅｃｔｏｒ

ｈｔｔｐ：∥ｗｗｗ．ｈｄｘｂ．ｈｑｕ．ｅｄｕ．ｃｎ形結(jié)構(gòu)尺寸為２０００ｍｍ×１０００ｍｍ×８０ｍｍ，透明的玻璃蓋板采用低鐵鋼化玻璃，陽(yáng)光透過(guò)率可以達(dá)到９５．０％，４個(gè)側(cè)面與底部的保溫采用聚氨酯發(fā)泡保溫，導(dǎo)熱系數(shù)約為０．０５２Ｗ·（ｍ·℃）－１，側(cè)邊、底部保溫層厚度分別為２０，３０ｍｍ，外框采用輕質(zhì)的鋁制材料．循環(huán)工質(zhì)在單個(gè)集熱器板中以３流程方式流動(dòng)，其流動(dòng)示意圖，如圖３所示．由圖３可知：相較于傳統(tǒng)單流程式的循環(huán)方式，３流程方式流動(dòng)可極大地降低不同集熱器中流體的圖３循環(huán)工質(zhì)流動(dòng)示意圖Ｆｉｇ．３Ｆｌｏｗｄｉａｇｒａｍｏｆｃｉｒｃｕｌａｔｉｎｇｗｏｒｋｉｎｇｆｌｕｉｄ溫差，從而降低熱損失．微通道太陽(yáng)能平板集熱器與傳統(tǒng)平板集熱器相比，具有以下３個(gè)優(yōu)點(diǎn)：１）采用矩形截面的微通道流道，延長(zhǎng)循環(huán)工質(zhì)在流道內(nèi)的停留時(shí)間，提高集熱器的集熱效率；２）微通道與兩端集管采用嵌套式連接，與傳統(tǒng)使用的焊接式相比，可極大地降低流動(dòng)熱阻；３）吸熱板與微通道流道厚度共有７ｍｍ，采用鋁制材料，使集熱器更加緊湊、輕便，且成本較低．２熱傳導(dǎo)基本理論２．１傳熱過(guò)程當(dāng)太陽(yáng)輻射透過(guò)集熱器的玻璃蓋板后，其能量被涂有黑鉻涂層的吸熱板吸收，吸收的這部分能量Ｑｓ全部轉(zhuǎn)化為熱能，其中，大部分熱能傳遞給微通道內(nèi)的循環(huán)工質(zhì)，使工質(zhì)溫度升高，通過(guò)流動(dòng)將熱量圖４平板太陽(yáng)能集熱器熱量傳遞過(guò)程Ｆｉｇ．４Ｈｅａｔｔｒａｎｓｆｅｒｐｒｏｃｅｓｓｏｆｆｌａｔｐｌａｔｅｓｏｌａｒｃｏｌｌｅｃｔｏｒ帶入水箱，從而

流道內(nèi)的停留時(shí)間，提高集熱器的集熱效率；２）微通道與兩端集管采用嵌套式連接，與傳統(tǒng)使用的焊接式相比，可極大地降低流動(dòng)熱阻；３）吸熱板與微通道流道厚度共有７ｍｍ，采用鋁制材料，使集熱器更加緊湊、輕便，且成本較低．２熱傳導(dǎo)基本理論２．１傳熱過(guò)程當(dāng)太陽(yáng)輻射透過(guò)集熱器的玻璃蓋板后，其能量被涂有黑鉻涂層的吸熱板吸收，吸收的這部分能量Ｑｓ全部轉(zhuǎn)化為熱能，其中，大部分熱能傳遞給微通道內(nèi)的循環(huán)工質(zhì)，使工質(zhì)溫度升高，通過(guò)流動(dòng)將熱量圖４平板太陽(yáng)能集熱器熱量傳遞過(guò)程Ｆｉｇ．４Ｈｅａｔｔｒａｎｓｆｅｒｐｒｏｃｅｓｓｏｆｆｌａｔｐｌａｔｅｓｏｌａｒｃｏｌｌｅｃｔｏｒ帶入水箱，從而間接加熱水箱中的水．被循環(huán)工質(zhì)吸收的這部分能量稱為集熱器獲得的有用能Ｑｕ，集熱器玻璃蓋板和保溫層表面均以對(duì)流和輻射的形式連續(xù)不斷地向周圍環(huán)境散失熱量，這些向環(huán)境散失的熱量包括集熱器的頂部熱損失Ｑｔ、底部熱損失Ｑｂ和邊緣熱損失Ｑｅ，該過(guò)程循環(huán)往復(fù)，直至穩(wěn)定．具體的傳熱過(guò)程，如圖４所示．２．２評(píng)價(jià)參數(shù)２．２．１集熱效率平板太陽(yáng)能集熱器的熱性能可以用集熱效率衡量．在穩(wěn)態(tài)運(yùn)行工況下，其集熱效率定義為在單位時(shí)間內(nèi)，集熱器實(shí)際獲得的有用能與集熱器表面所接收的太陽(yáng)總輻射之比，其計(jì)算式為η＝ＱｕＡＩ＝Ｍ·ｃｐ（θｆ，ｏ－θｆ，ｉ）ＡＩ×１００％．（１）式（１）中：Ｉ為太陽(yáng)輻照度；Ａ為集熱器采光面積；Ｍ為集熱器循環(huán)工質(zhì)的質(zhì)量流量；ｃｐ為工質(zhì)定壓比熱容；θｆ，ｏ，θ

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于微細(xì)通道集熱/蒸發(fā)器的太陽(yáng)能熱泵熱水系統(tǒng)性能模擬與實(shí)驗(yàn)研究[J]. 周偉,張小松.  暖通空調(diào). 2017(10)
[2]太原地區(qū)太陽(yáng)能耦合空氣源熱泵一體化熱水系統(tǒng)性能分析[J]. 黎珍,田琦,董旭.  華僑大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2017(05)
[3]全流道式平板型太陽(yáng)能集熱器的試驗(yàn)研究與模擬分析[J]. 王勇,段廣彬,丁海成,盧郁,劉宗明.  可再生能源. 2015(12)
[4]平板太陽(yáng)能集熱器強(qiáng)化傳熱特性研究[J]. 王勇,段廣彬,劉宗明.  材料導(dǎo)報(bào). 2014(19)
[5]流道型式對(duì)光熱組件傳熱影響的數(shù)值模擬[J]. 江樂(lè)新,李雅瑾,江勁松.  廣西大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2013(02)
[6]平板太陽(yáng)能集熱器熱性能數(shù)學(xué)建模及模擬[J]. 盧郁,于洪文,丁海成,張艷麗,劉宗明.  濟(jì)南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2013(03)
[7]我國(guó)深加工玻璃的發(fā)展與現(xiàn)狀[J]. 林鴻賓,徐美君,韓彤.  玻璃. 2010(12)
[8]一種高效平板太陽(yáng)能集熱器試驗(yàn)研究[J]. 李戩洪,江晴.  太陽(yáng)能學(xué)報(bào). 2001(02)



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