全玻璃真空管黑液太陽能集熱系統(tǒng)的性能研究.pdf

1、太陽能集熱器的熱性能主要由其平均日效率、非穩(wěn)態(tài)效率和總體的保溫性能來評價。要提高集熱器的集熱性能，應(yīng)該保持最大限度地吸收太陽輻射的同時，盡可能減小其散熱損失。本文提出了直接吸收式黑液太陽能集熱器的概念。黑液既是集熱器的吸熱工質(zhì)又是傳熱工質(zhì)，所以集熱器的最高溫度出現(xiàn)在黑液內(nèi)部，此集熱結(jié)構(gòu)可有效降低集熱器的散熱損失。 本文以實驗為主，結(jié)合理論和模擬的分析方法，研究黑液太陽能集熱器的綜合性能。研究黑液太陽能集熱器通水取熱及溫度升高（以

2、下簡稱溫升）規(guī)律；黑液箱內(nèi)螺旋銅管換熱性能；非鍍膜全玻璃太陽能真空管內(nèi)黑液溫升、流動規(guī)律和黑液箱內(nèi)的溫度分層規(guī)律；利用熱虹吸原理分析了黑液太陽能集熱器的集熱本質(zhì)；利用CFD流體力學仿真軟件Fluent，通過簡化系統(tǒng)模型，對由非鍍膜全玻璃太陽能真空管和黑液箱組成的集熱系統(tǒng)的黑液工質(zhì)自然流動作了二維模擬。 實驗所得的結(jié)果基本符合預(yù)期效果，并表明了用黑液作為工質(zhì)的可行性。獲得了黑液太陽能集熱器通水取熱時的換熱規(guī)律和黑液箱的溫度變化規(guī)律

3、的數(shù)據(jù)，螺旋銅管的換熱曲線，并由研究可得出螺旋銅管的總傳熱系數(shù)在整個換熱過程中是可以維持穩(wěn)定的；黑液箱在白天的整個集熱工作期間，箱體底部黑液的溫度較箱體的中部和上部的黑液溫度要低得多，而中部和上部黑液的溫度基本是相同的，底部與中上部黑液的溫差最大約為10℃.當在傍晚時，黑液箱的溫度會自我調(diào)節(jié)均勻，最終黑液箱整體的溫度趨向一致；研究獲得在真空管口同一截面上流出真空管口的黑液與流進真空管的黑液的溫差，并且中間真空管的溫差要比邊緣真空管的溫差