高效全湿润型太阳能集热器的研究

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1、维普资讯http://www.cqvip.comI弓新能探．一1995，17(6)．一11～13高效全湿润型太阳能集热器的研究。‘。。1’’_竺-一竺苎-靖黄远锋了’jj一．‘呻国科学院广州瞻潆研究所Ⅲ7摘要介绍一种高娥全湿润型太能橐热器。它是由多；直道组成的、詈板夸二为一的整体式橐热器，每块吸热板可布置15~20条；直道，比铜铝It夸板芯的漉道敷增加一倍多·且泣道精羲面为扁弧形状t目南具有最热容量小，结合热阻为车、传热性能优异、橐热鼓丰高、承压性能优良等特．，‘关键词．一太阳托，热州用卅太r阳

2、—能～橐苎热器／，性能分析船-．’’器耐‘’JIll，-{———』-—、———l’，概述，．’太阳能集热器是一种光一热转换装置，其吸热表面与流体通道的组合称为吸热板，是圉d全湿掏式吸热板集热器的心脏部件。目前，国内使用的太阳能集热器按其吸热板结构划分为以下几种(图管板式太阳能集热器其优点是结构简l～4)：单、容易制作、承压性能优良{缺点是板管之间的结合热阻风大，传热性能较差。扁盒式太阳能集热器因其吸热表面本身又是流道的组成部分，故R=O，传热性能优良，但其载热流体的热容量较大，且承压能力差，不宜

3、用于强迫循环系统：铜铝复合式太阳能熹热器采用压延法将铜管与铝板轧制成一体．R=0，载热流体热容量小，传热性能好，但管间距(=llO～l20ram)较大，异形管径(1802O玎un)较小，对集热器的效率因子有一定的影响，因随增加而减少。此外，由于铜铝复合板芯只有7～8条流道，其总表面积仅占吸热表面积的l7～18，流体与吸热板的接触面积小，流体加热所需时间较长，同时殛片板温度必须高于管壁温度，因而散热损失较大。‘2设计思想为了克眼上述三种型式集热器的缺点，并保留它们的优点，嵌据传热传质理论提出_●圉

4、3铜铝复台式吸热板一种采用管韫合二为一的多流道吸热板，使t11·维普资讯http://www.cqvip.com载热流体与吸热扳内部的接触面积几乎等于径．mnl}F是吸热板的肋片效率fU是集热吸热板表面积的湿润型太阳能集热器(中国器对周围环境的总热损系数，w／(m·oc)}实肘新型专利，申请号为94224190．8)吸热是管板之间的结合热导，w／(m·。c)；c板具有15~2o条流道，与各流道相通的上下是管壁热导，Wl(m·。c)}h一是管内流体对连通道采用揍压成型，然后将两块已成型的流换热系数

5、，w／(m·。C)。优质不锈钢板或防锈铝合金扳对合，在其周对于扁盒式集热器．其效率因子的表达边及通道之间施以缝焊，制成吸热扳。这种新式为：型吸热扳在结构上吸取了扁盒式吸热扳的优_(1++．点，吸热表面本身又是多流道的组成部分，故=11(1+R+RI)(2)Rb=0，传热性能优异。同时，它的每条流道对金属吸热板而言，(2)式为：横截面均为崩弧形，故在结构上克服了扁盒F2≈1^l+Rf)式吸热扳载热体热容量犬的缺点。这种结构式中．是扳材的厚度，nl；是扳材的导热系独特的扳芯投有不通流体的管翅片，整个

6、吸数，w／(m·。C)；R，是扳材的导热热阻fRt热扳布满了15～20条流道，与铜铝复合板芯是板材内表面到工作流体的对流热阻。、相比，大大增加了流体的受热面积。显然，采对于铜铝复合式集热器和全湿润型集热用全湿润蛩吸热扳组成的集热器是高效集热器。‘器，效率因子的表达式分别为：F3=II(。+R1)(3)F。=II(1+RIr)(4)3性能分析将有关的典型物理数据代入式(1)～(4)，并集热器的效率因子F，是太阳能集热器把计算结果列八附表，可以看出：设计的理论依据．是表征集热器对载热流体①对于金属吸

7、热扳的太阳能集热器，其传热性能优劣的无因次参量，F越大，或者管壁或扳材的导热热阻与其他热阻相比，可～说F，越接近1．集热器传热性能就越好。对以忽略不计。于管板式集热器，其效率圈子的表达式为：②对于管板式集热器，翅片扳到管壁的+热阻。对一的影响最大，管板结合热阻风。。]～次之xDh③为了提高集热器效率，吸热板可采用=11(+Rb+R+R1)(1)投有翅片和管扳合一的优化结构，以便消除对金属吸热板而言，式(1)变为：及对的影响。Fl≈1／(+R+R1)式中，R=I／[(I一D)F+D]是翅片板至管壁

8、的热阻I4结论风=Ⅳ【，L／高效全湿润型太阳能集热器的主要特点是；是管板结合热阻}①R=0．载热流体热容量小，传热性能R=WULIC优异。．是管壁的导热热阻；②集热器效率因子F，优于其它型式的目=WUL／Ⅱn集热器效率因子。‘是管壁到工作流体的对流热阻fW是两管之③承压性能优良，既适用于自然循环系间中心距，nlm}D、n分别是管的外径和内统，叉适用于强制循环系统·12·维普资讯http://www.cqvip.com④本集热器的吸热板可分别采用优质不以满足不同用户选择使用，亦有利于在广大锈钢板或