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太陽能工藝

窄縫式平板太陽能集熱器設(shè)計(jì)探討

星之球激光 來源:新浪2013-10-28 我要評(píng)論(0 )   

當(dāng)前平板太陽能集熱器工程市場上的主流解決方案,正如其名稱一樣,多數(shù)采用平面吸熱方式。但是此種方案的弊端也顯露無遺。如: 1.當(dāng)太陽照射處于斜射角度時(shí),吸熱量將大...

    當(dāng)前平板太陽能集熱器工程市場上的主流解決方案,正如其名稱一樣,多數(shù)采用平面吸熱方式。但是此種方案的弊端也顯露無遺。如:

  1.當(dāng)太陽照射處于斜射角度時(shí),吸熱量將大大減少;

  2.自然對(duì)流過程中的熱能損失無法避免。作為階段性技術(shù)改造措施,我們采用窄縫式平板太陽能集熱器,把平面吸熱改為立體吸熱,則可解決上述致命弱點(diǎn),使平板太陽能集熱器的熱性能大大提高。圖1為普通平板太陽能集熱器的板芯,圖2為窄縫式平板太陽能集熱器的板芯。

  從圖2看出,鋁片通過模具壓制后套入銅管中,再經(jīng)過漲管形成整體,然后把這一整體放在陽極氧化池中處理即可。窄縫式平板太陽能集熱器與普通散熱器的結(jié)構(gòu)一樣,只是尺寸有所不同。

  從圖1與圖2的比較中看出:圖1是平面吸熱,圖2是立體吸熱 

 

  為什么由原來鋁片吸收率0.90上升到0.99呢?這是由于太陽斜射時(shí),在窄縫中多次反射、吸收,產(chǎn)生黑體效應(yīng),使窄縫整個(gè)吸收率上升,使吸收率接近1.0。同時(shí),因?yàn)檎p的開口面積是整個(gè)窄縫面積的1/15,所以從開口輻射熱損失是平板的1/30。如此以來,也使輻射熱損失大大降低。

  2.窄縫的高度h與窄縫的縫隙δ之比這種集熱器的特點(diǎn)是:只要太陽光熱照進(jìn)窄縫后會(huì)全部吸收,而熱損失則降低到最低限度———太陽光熱只進(jìn)不出,抑制了自然對(duì)流的熱損失。適用于高熱性能的平板太陽能集熱器。在豎直平面上形成熱邊界層,靠近壁面附著的不動(dòng)層,隨高度升高而變厚。面對(duì)面的熱邊界不動(dòng)層相互接觸,這樣空氣就難以流動(dòng),也不存在自然對(duì)流的熱損失。

 

  實(shí)驗(yàn)證明:當(dāng)高度h與當(dāng)量直徑D之比>5時(shí),即可抑制住自然對(duì)流的熱損失。浙江大學(xué)熱工教研組在20世紀(jì)80年代進(jìn)行實(shí)驗(yàn)———在普通的平板太陽能集熱器的平板上面,滿直徑為1cm,高度為7cm的薄壁玻璃管,形成所謂的塑料蜂窩,結(jié)果是原來平板集熱器只產(chǎn)生50℃的熱水,現(xiàn)在變成了100℃的開水器,在100℃時(shí)的熱效率為25%~30%?!短柲堋?985年NO1“《蜂窩結(jié)構(gòu)太陽能開水器”》這是什么原因呢?很明顯,由于玻璃管的高度h與當(dāng)量直徑D之比>5,吸熱板平面產(chǎn)生的熱量無法產(chǎn)生自然對(duì)流,也就是抑制住了自然對(duì)流損失?!?/p> 

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