资源描述：
《热管平板集热器设计优化》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、低温与超导制冷技术Cryo.&Supercond.第36卷第2期RefrigerationVo.l36No.2热管平板集热器设计优化万福春,蒋绿林,付文彪(江苏工业学院机械工程系,常州213016)摘要:简单介绍了热管平板集热器的特点及应用前景,在分析传热的基础上,讨论各因素对传热效率的影响,从而进行优化设计。关键词:太阳能;热管;平板集热器;设计;优化DesignoptimizationofheatpipeflatplatesolarcollectorsWanFuchun,JiangLlin,FuWenbiao
2、(DepartmentofMechanicalEngineering,JiangsuPolytechnicUniversity,Changzhou213016,China)Abstract:Thefeaturesandapplicationprospectsofheatpipeflatplatesolarcollectorshasbeenintroducedinbrie.fBasedontheanalysisofheattransmission,thethermalbehaviourofheatpipeflatp
3、latesolarcollectorseffectedbyvariousparamentershasbeendiscussed,anddesignoptimizationhasbeencarriedout.Keywords:Solarenergy,Heatpipe,Flatplatecollectors,Design,Optimization1前言本,才能使热管平板式太阳能集热器走向市场,得到广泛的应用。因而,设计开发低成本而具有较目前,太阳能热利用系统广泛应用的集热器高效率,易于实现构件化的热管平板型集热器应类
4、型主要有管板式、全玻璃真空管式、热管式集热得到足够的重视。器。热管平板式太阳能集热器是在传统平板集热器的基础上,结合热管技术,发展起来的一种新型2热管平板集热器传热分析集热器,具有平板集热器承压能力强、吸热面积大分析采用的热管平板集热器模型如图1所的优点。此外,这种集热器启动快,传热性能优示:热管冷却段加一水套管,集热器各部件与边框良,具有防冻功能,是太阳能与建筑结合最佳选择[1]间充填保温材料。的集热器类型之一。王世锋等在蜂窝热管平板式太阳能热水器的实验研究中把蜂窝技术和热管技术结合起来应用于平板式太阳能热水器
5、,认为可以大大减少热损失,提高日平均效率。国内[2]相关的实验研究表明,真空玻璃盖板热管平板式热水器的日平均效率分别比全玻璃真空管太阳能热水器和蜂窝热管平板式太阳能热水器大13.3%和6.5%,平均热损系数分别比全玻璃真空管太阳能热水器和蜂窝热管平板式太阳能热水器小52.5%和21.5%。图1热管平板集热器模型示意图众所周知,由于太阳能技术的进步和市场产Fig.1Modelofheatpipeflatplatesolarcollectors品竞争的激烈,只有在保持最大限度的采集太阳并有以下假设:(1)在任意时刻,
6、真空玻璃盖能的同时尽可能减少其热损,提高效率,降低成板表面各点处温度相同;(2)忽略吸热板厚度方向的温度梯度,忽略热管中蒸发段轴向的温度梯收稿日期:2008-10-15作者简介:万福春(1979-),男,硕士,主要从事可再生能源方面的研究。#56#制冷技术Refrigeration第2期度;(3)热管内蒸汽在相应的内部压力下是饱和边界条件如下(t ,冷凝段与绝热段连接处的;(4)连接蒸发段与冷凝段之间的部分是绝热dTcoy=0):y=0,Tco=Ts,y=lco,=0段;(5)日升时的初始阶段,整个系统与周围环
7、境dy处于热平衡。9Tw9Tw对冷却水能量方程:QwAwcw=mwcw=2.1能量方程9t9y对各部件列能量平衡方程如下:Pdohfi(Tco-Tw)-Pd1hfo(Tw-Tex)(6)单位面积玻璃盖板能量平衡方程:边界条件(t )y=0,Tw=Twi9T9TexgQgDgcg=ItAg+Upg(Tp-Tg)-hcga(Tg-水套部分能量方程:QexAexcscex=kexAexcs9t9t2Ta)-hrgs(Tg-Ts)(1)9Tex2+Pd1hfo(Tw-Tex)-Pd2Uex(Tex-Ta)(7)-1-1
8、-19y其中Upg=[(hrpg+hcpg)+hgi,go]22dTexh-8(Tp+Tg)(Tp+Tg)边界条件(t )y=0,y=lco,=0rpg=5.6686@10-1-1dy(Ep+Eg-1)整个集热器的瞬时效率可表示为:hcga=5.7+3.8vw,(0[vw<10)-82222Gi=MwC(Two-Twi)/AcollIt(8)hrgs=5.6686@10
