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1、第卷第期太阳能学报,年月扁管式太阳能平板集热器的性能实验方铎荣冯学善中国科学院力学研究所摘要。,本文对管板式平板集热器集热板最优结构作了传热分析提出了扁管式平板集热器的设计进。,,行了性能实验实验表明扁管式平板集热器具有高的集热板效率系数验证了传热分析中得到的结论。实验测定了单层与双层。、玻璃盖板扁管式平板集热器的热损与热容依据实验测定的产、、。计算了集热器的效率,,。提高平板集热器的效率降低成本是目前国内外研究的一个重要课题本文为提高集、,。,热板效率系数进行了传热分析设计并作了集热器的性能实验实验表明扁管式平板集。。热器具有高的集热板效率系数测定
2、了不同盖板下集热器的热损与热容依据实验测定的二、产、、。计算了集热器的效率曲线并对平板集热器的反热平衡实验方法作了一些探。讨一、集热板最优结构理论分析。,文献〔〕给出了管板式平板集热器的理论分析在稳定状态下能量方程为,,‘。口〔一于一〕,穿“,式中工作介质通过太阳能集热器在单位时间单位面积上得到的有用热量厂—集热板效率系数—任一方向单位表面积上的太阳总辐射率尺—集热器表面的辐射转换系数—集热器盖板的透射系数—集热板的吸收系数—单位面积集热板表面对周围环境的热损失系数于,—工作介质的平均温度。—。环境温度—,,集热板效率系数的物理意义是当集热板吸收太阳
3、辐射能以后传给集热管内工作介质。。的传热率它反映了从集热板到工作介质传热过程中的热阻大小它等于集热管内工作介质。。对周围环境的热损系数与集热板对周围环境的热损系数之比。乙一十芬一十甲共一万飞〔一〕兀州九了兀刀‘‘©1994-2009ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http://www.cnki.net太阳能学报卷,式中集热管中心距—集热管外径,—集热管内径。—焊接导热系数,—工作介质对管壁平均换热系数—集热管厚度产—集热管的导热系数—。集热板肋片效率—。一
4、一一一一丁二二户—饥吸一口其中。二口‘,式中肋片集热板的导热系数—。占集热板的厚度—,,,,,从方程看到要集热板效率系数尽可能高甚至接近从结构上考虑为使肋,,。。片效率高焊接导热系数大采用圆管紧排列结构是理想的为节约管材可采用扁管式结构。,。在此情况下、亡三则,占一兀刃不二厂,,十’乙才、表扁管式集热板效率系数计算值自然对流材料名称一瓦米“·。瓦米“·。瓦米“·。玻铜陶钢管瓦米·。瓦米·。。璃瓷、瓦米·。·。瓦米,“·。‘,。管内换热系数了瓦米产。管壁厚度占毫米表扁管式集热板效率系数计算值强迫对流“称材料交丈瓦米·。·。忿·。号丈之瓦米瓦米·‘铜玻钢
5、陶管瓦米瓦米·。·“璃瓷理瓦米。瓦米·“‘,。管内换热系数瓦米产二。管壁厚度占毫米©1994-2009ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http://www.cnki.net期方铎荣等扁管式太阳能平板集热器的性能实验。此处为压成扁管前圆管的外径,,。按方程经过计算分析不难看出管壁热阻是很小的它比管内自然对流时流体对管,。,壁的热阻小二个数量级它比管内强迫对流时小一个数量级由此可进一步推论对扁管集、。,热器不需要追求高导热系数的铜铝材料在管内自然对流流动时甚至
6、可用薄壁的玻璃管,。,与陶瓷管也可以得到很高的集热板效率系数同时热损系数对集热板效率系数的影。、。响也是不大的上述分析可从下面两个计算中清楚的看出表二、扁管式平板集热器结构,,、根据上述分析为了得到高集热板效率系数的集热板我们用外径为毫米内径为,、、,、毫米的无缝钢管由专门模具冷压成宽毫米高毫米长毫米的扁管上下、,,集管是外径为毫米内径为毫米钢管经铣出扁管槽后与扁管铜焊连接并经过检漏。,、￡,试验集热板焊上对热偶然后喷涂无光黑漆吸收系数二发射系数放入有毫米高的软质聚醚型聚氨醋泡沫塑料与毫米高的可发性聚苯乙烯泡沫塑料的木。。。框内木框侧边有毫米厚的软泡
7、沫塑料绝热集热器外壳为金属框架盖板可依据实验的,。,,需要分别装单层或双层毫米的平板玻璃据文献〔〕的分析从热性能的观点看集热板,。,到玻璃盖板之间间距在一毫米能使气隙传导对流传热系数趋向较小值因此采用第,。一层玻璃板与集热板之间的间距为毫米第二层玻璃与第一层玻璃板间距为毫米扁。,、、管式平板集热器结构图如图所示为了得到较完整的实验数据在玻璃板底侧的绝热层上都焊有必毫米的镍铬镍铝热电偶。的—’、川三扁管式平板集热器性能实验蒸加童重重重重重型寻越鬓周吩,黝魏密晚魁瀚笨卿姗洲扁管式平板集热器的性能实验是用反热平衡实。。,验方法进行的实验系统如图所示目前用这
8、一,方法如何更好地评价平板集热器的热性能国内外均引呈图扁管式平板集热器结构图图实验装置系统示意图平板玻璃外框
