重力回路熱管式太陽集熱器的理論研究.pdf

1、本文結(jié)合我國太陽能熱利用的發(fā)展趨勢和云南師大太陽能研究所太陽能熱利用研究發(fā)展方向，將回路熱管原理應(yīng)用于平板集熱器中，目的在于研究和開發(fā)新型集熱器。本文試圖通過以昆明典型的氣候條件，仿真模擬回路型重力熱管集熱器的運(yùn)行特征和結(jié)構(gòu)參數(shù)對系統(tǒng)性能的影響。太陽能熱轉(zhuǎn)換技術(shù)的核心是采用高品質(zhì)、高轉(zhuǎn)換率的太陽能集熱器。未來的太陽能熱利用發(fā)展趨勢是太陽能與建筑結(jié)合，太陽能平板集熱器是與建筑結(jié)合最佳方式的太陽集熱器。云南省擁有全國最大的平板型太陽能熱水器

2、市場，現(xiàn)行運(yùn)行的集熱器大部分采用平板集熱器，但是其防凍能力等技術(shù)條件的欠缺限制了其向省外的發(fā)展。熱管是一種采用工質(zhì)相變傳熱的高效傳熱元件，在工業(yè)上航空航天上應(yīng)用廣泛，在太陽能集熱器應(yīng)用中也很廣泛。熱管的形狀可隨熱源和熱匯的條件變化熱管可以根據(jù)環(huán)境需要做成靈活多變的結(jié)構(gòu)形式和型體尺寸。液體工質(zhì)不會充滿整個(gè)管子，遇凍時(shí)有一定的膨脹空間，制作的太陽集熱器，與防凍能力差的普通平板太陽集熱器相比，其抗凍能力尤為突出。由于重力熱管的單向傳熱特性，其

3、熱管式集熱器防止夜間倒流起了很好的效果。本文提出和初步建立了回路型重力熱管集熱器的物理模型及數(shù)學(xué)模型，運(yùn)用數(shù)學(xué)軟件進(jìn)行模擬計(jì)算，對其運(yùn)行特性進(jìn)行分析研究，為今后新型集熱器的設(shè)計(jì)與開發(fā)提供理論依據(jù)。模擬結(jié)果表明：如果不考慮到置于水箱里的冷凝段熱阻，模擬的太陽能熱水器的效率要比普通平板集熱器高。熱管集熱器的蒸發(fā)段熱阻很小，熱阻的大小主要取決于板管的肋片效率。所得結(jié)果給熱管集熱器的制造指明了方向，精心制造高效率的冷凝段換熱器將是提高此類熱管集