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1、第27卷,总第158期《节能技术》Vol127,Sum1No11582009年11月,第6期ENERGYCONSERVATIONTECHNOLOGYNov12009,No16空气作工质的真空集热管内流动与换热分析冯毅,胡晓景(华南理工大学机械与汽车工程学院,广州510640)摘要:针对热水作工质时真空集热管内普遍存在的冻结、腐蚀等问题,本文采用空气作工质,推导了空气作工质时真空集热管的集热效率、热损系数和集热管出口温度的方程,分析了影响空气作工质时各项参数对集热器热性能的影响。通过改变集热管进口空气流量来获得尽可能高出口温度的热空气,从而降低热损系数,提高集热效率。此外,由于热空气可以直接送
2、入干燥室干燥物料,不需要二次转换,节能效果好。由理论分析和试验结果可以预见,利用空气作工质的真空传热管具有潜在的应用价值和前景。关键词:空气介质;空气流量;集热效率;真空集热管;热损系数中图分类号:TK51315文献标识码:A文章编号:1002-6339(2009)06-0527-03FlowandHeatTransferAnalysisintheSolarVacuumCollectorUsingAirasWorkingFluidFENGYi,HUXiao-jing(SouthChinaUniversityofTechnology,Guangzhou510641,China)Abstract
3、:Concernedwithproblemsofwidespreadfreezing,corrosionandsoonwhilewaterisusedasworkingfluidinthevacuumtubecollectorofsolarenergyutilization,inthispaper,airisadoptedtobeworkingfluidinthecollector.Aircollectorefficiency,heatlosscoefficientandoutlettemperatureequationsarederived.Pa2rametersthatinfluence
4、oncollectorthermalperformancealsohavebeenanalysed1Throughexperimentsofchangingtheinletairflowrate,wecanadjustthehotairoutlettemperatureashighaspossible,whichhelpstoreducetheheatlossandimprovethecollectorefficiency.Besides,thehotaircanbedirectlyusedfordry2ing,whichmeansthatgoodenergysavingeffectwoul
5、dbeachievedbecauseofsimplifyingheattransferpro2cess1Bytheoreticalanalysisandexperimentaldemonstrations,itcanbepredictedthatusingairasheattrans2ferringmediuminthecollectortubehaspotentialacademicvalueandbroadapplicationprospects1Keywords:airmedium;airflowrate;collectorefficiency;vacuumtubecollector;
6、heatlosscoefficient〔1-2〕用系统最重要的组成部分。采用空气作工质,0前言集热管不存在冻结问题,空气不会腐蚀集热管路,且〔3〕能源和环境问题使太阳能这种清洁可再生能源时间常数很小,反应快,受到日照很快就能得到热越来越受到人们的重视。真空集热管是太阳能热利空气。但是目前用空气作工质的集热管内热分析的文献尚不多见,本文利用空气作传热工质,通过调节集热管进口空气流量来获取较高出口温度的热空收稿日期2009-08-25修订稿日期2009-10-18气,产生的热空气可以直接送入干燥室干燥物料,不作者简介:冯毅(1963～),男,博士,副教授。·527·需要二次转换,用热空气作为干燥
7、热源,可以大大减11112集热管的热损系数少常规能源消耗,节能环保优势明显。集热管热损失包括集热管与周围环境间的传导热损,集热管内选择性吸收涂层的平均温度(Ts)高1真空集热管内的热工计算〔5〕于环境温度(Ta)而引起辐射热损。111热学性能集热管与周围环境间的换热热损为Qh用Tg-11111集热管瞬时效率方程的建立Ta表示,则有太阳辐射穿过真空管玻璃外壳,投射在内层玻Qh=hg-aAg(Tg-Ta)(6)璃
