太阳能集热器用玻璃的光学性能分析和改善

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某型太阳能集热器的光热性能测试与分析

某型太阳能集热器的光热性能测试与分析随着能源危机的日益严重，太阳能作为一种可再生能源备受关注。

太阳能集热器作为太阳能利用的主要方式之一，其光热性能测试与分析对于提高太阳能利用效率具有重要意义。

本文将针对某型太阳能集热器的光热性能进行测试与分析。

一、测试方法光热性能测试是评估太阳能集热器性能的重要手段，本文采用热效率测试法进行测试。

具体测试步骤如下：1. 温度校准：在测试前，需要确保温度计的准确性。

使用热敏电阻温度计对温度计进行校准，保证测试结果准确可靠。

2. 放置集热器：将待测试的太阳能集热器按照设计要求正确放置在测试场地上，确保集热器能够充分接受太阳辐射。

3. 测试数据记录：利用数据采集系统实时记录集热器的进、出口水温、环境温度、太阳辐射数据等相关参数。

4. 测试过程：根据测试设备的工作原理，启动测试设备，通过水泵将冷水送入集热器，观察进、出口水温的变化，并记录时间及相关数据。

5. 数据处理：根据测试记录的数据，计算光热转换效率，并进行分析。

二、测试结果分析根据以上测试方法，对某型太阳能集热器进行测试并得到如下结果：1. 光热转换率：根据测试数据，计算得到集热器的光热转换率约为70%，表示70%的太阳辐射能够被转换为热能。

2. 灰尘影响：通过测试发现，集热器在使用一段时间后，其光热转换效率会受到周围环境灰尘的影响。

集热器表面的积尘会减弱太阳辐射的吸收和热能传输能力，降低集热器的光热性能。

3. 温度损失：集热器的进、出口水温差越大，表示集热器能够捕获更多的太阳热能。

但是在实际使用中，由于集热器的内外温度差异，以及管道的导热损失，会导致部分热能无法完全传递给工作介质，造成能量损失。

4. 流体流动速度：测试中发现，流体的流动速度对集热器的光热性能有着明显影响。

适当增加流体流动速度可以提高集热器的热能采集效果，但过高的流速也会增加能源消耗。

综合以上测试结果与分析，对某型太阳能集热器的光热性能提出以下改进建议：1. 定期清洗：由于集热器表面的灰尘会影响热能的吸收和传输效果，建议定期对集热器进行清洗，保持其表面清洁。

基于太阳能的高效平板集热器设计与优化

基于太阳能的高效平板集热器设计与优化太阳能作为一种清洁、可再生的能源，受到越来越多人的关注和应用。

在太阳能的利用过程中，太阳能集热器发挥着非常重要的作用。

本文将详细介绍基于太阳能的高效平板集热器的设计与优化方法。

首先，我们需要了解什么是太阳能集热器。

太阳能集热器是一种将太阳辐射能转化为热能的设备，通过吸收太阳辐射，将其转化为热能，然后供给热水、供暖、冷却等用途。

太阳能集热器通常包括集热器表面、吸热层、传热层和绝热层等组成。

设计一个高效的太阳能集热器需要考虑以下几个方面：1. 集热器表面材料的选择：集热器表面材料应该具有良好的热吸收能力和光学透明性。

常用的材料包括铝、铜、玻璃等，其中黑色涂层的集热器表面具有较高的吸热能力，可以增加热能的获取效率。

2. 集热器的结构设计：在设计太阳能集热器的结构时，应该考虑到光照角度和集热效率之间的关系。

集热器的结构应该能够最大程度地接收太阳辐射，并将其转化为热能。

一般来说，将集热器倾斜角度设置为与当地纬度相等或稍大一些，可以提高能量的获取效率。

3. 吸热层的设计：吸热层是太阳能集热器中的关键部分，它负责吸收太阳辐射并将其转化为热能。

常用的吸热层材料有铝、铜等，可以通过增加吸收层的面积和厚度来提高吸收能力。

4. 传热层的设计：传热层的作用是将吸热层吸收的热能传递给工质，常用的传热层材料有水、空气等。

传热层的设计需要考虑到传热系数和流体流动情况，在保证传热效率的同时，尽量减小能量的损失。

为了优化太阳能集热器的性能，可以采取以下措施：1. 增加吸热面积：通过增加吸热层的面积，可以提高吸收太阳辐射的能力。

可以采用波纹式吸热管或镀膜等方式，增加吸热面积，从而提高集热效率。

2. 提高传热效率：传热层的设计直接影响集热器的传热效率。

可以通过优化传热层的流动方式，减小流体的阻力，并增加传热系数。

此外，选择合适的传热介质也很重要，例如使用导热性能较好的液体，如水、热油等，来提高传热效率。

太阳能集热器的耐热性能和使用寿命测试方法

太阳能集热器的耐热性能和使用寿命测试方法太阳能集热器是一种利用太阳辐射能将光能转化为热能的装置，广泛应用于热水供应、采暖和工业生产等领域。

然而，由于长期暴露在高温环境下，太阳能集热器的耐热性能和使用寿命成为了制约其发展的关键因素。

为了保证太阳能集热器的性能稳定和长久使用，科学的测试方法和评估标准必不可少。

首先，我们需要了解太阳能集热器的耐热性能指标。

太阳能集热器的耐热性能主要包括材料的耐高温性能和结构的耐热稳定性。

材料的耐高温性能是指太阳能集热器所使用的材料在高温环境下的物理性能和化学性能。

例如，集热管的玻璃管壁应具有较高的耐热性，能够承受高温下的热膨胀和热应力，同时不发生破裂或变形。

结构的耐热稳定性则是指太阳能集热器在高温环境下的结构稳定性和密封性能。

例如，太阳能集热器的密封胶条应具有较好的耐高温性，能够在高温下保持良好的密封效果，防止热量的损失。

了解了太阳能集热器的耐热性能指标后，我们可以介绍一些常用的测试方法。

首先是材料的耐高温性能测试。

常见的方法包括热膨胀系数测试、热稳定性测试和热应力测试。

热膨胀系数测试可以通过测量材料在不同温度下的线膨胀系数来评估其耐热性能。

热稳定性测试则可以通过加热材料并观察其物理性能和化学性能的变化来评估其耐热性能。

热应力测试则是通过在高温环境下对材料施加一定的应力，观察其是否发生破裂或变形来评估其耐热性能。

其次是结构的耐热稳定性测试。

结构的耐热稳定性测试主要包括密封性能测试和结构稳定性测试。

密封性能测试可以通过将太阳能集热器加热至一定温度，然后观察其密封胶条是否变形或脱落来评估其耐热性能。

结构稳定性测试则是通过在高温环境下对太阳能集热器施加一定的力或振动，观察其结构是否发生变形或破坏来评估其耐热性能。

除了上述测试方法外，还可以通过长期实地观察和使用寿命评估来评估太阳能集热器的耐热性能。

长期实地观察可以通过安装太阳能集热器在实际使用环境中进行长时间的观察，例如观察其在高温环境下的稳定性和性能变化。

太阳能集热器的材料选择和制造工艺研究

太阳能集热器的材料选择和制造工艺研究随着全球能源危机的不断加剧，人们对可再生能源的需求也越来越迫切。

太阳能作为一种清洁、可再生的能源，备受关注。

而太阳能集热器作为太阳能利用的重要设备之一，其材料选择和制造工艺的研究显得尤为重要。

在太阳能集热器的材料选择方面，主要考虑的因素包括光热转换效率、耐高温性能、耐腐蚀性能以及成本等。

目前，常见的太阳能集热器材料主要有玻璃、金属和聚合物材料。

玻璃作为太阳能集热器的覆盖材料，具有透明、耐高温、耐腐蚀等特点，能够有效地防止热量散失。

然而，玻璃的热导率较高，容易引起热量损失。

因此，在选择玻璃材料时，需要考虑其热导率和光透过率的平衡，以提高太阳能集热器的光热转换效率。

金属材料在太阳能集热器中主要用于制作吸收器和传热管。

常见的金属材料有铜、铝和不锈钢等。

铜具有良好的导热性能和耐腐蚀性能，但成本较高；铝具有较低的成本和良好的导热性能，但耐腐蚀性能较差；不锈钢具有良好的耐腐蚀性能，但导热性能较差。

因此，在选择金属材料时，需要综合考虑其导热性能、耐腐蚀性能和成本等因素。

聚合物材料在太阳能集热器中主要用于制作吸热板和背板。

聚合物材料具有重量轻、成本低、绝缘性能好等特点，能够有效地减少太阳能集热器的重量和成本。

然而，聚合物材料的耐高温性能较差，容易发生变形和老化。

因此，在选择聚合物材料时，需要考虑其耐高温性能和使用寿命，以确保太阳能集热器的稳定性和可靠性。

除了材料选择，太阳能集热器的制造工艺也对其性能有着重要影响。

目前，常见的太阳能集热器制造工艺主要包括真空吸附、真空热蒸发、化学气相沉积和压延成型等。

真空吸附是一种常用的制备吸附板的工艺，通过将吸附剂涂覆在基板上，并在真空条件下使其固化，形成吸附板。

真空吸附工艺具有工艺简单、成本低等优点，但吸附剂的选择和固化过程的控制是关键。

真空热蒸发是一种制备吸收器的工艺，通过在基板上蒸发金属材料，形成吸收器。

真空热蒸发工艺具有制备吸收器的精度高、光热转换效率高等优点，但设备复杂、成本较高。

玻璃真空管集热器工作原理

玻璃真空管集热器工作原理玻璃真空管集热器是一种利用太阳能进行集热的设备，它利用玻璃真空管的结构和工作原理将太阳能转化为热能，并用于加热水或提供暖气。

本文将详细介绍玻璃真空管集热器的工作原理，并对其性能和应用进行探讨，希望能为读者对该技术有一个全面的了解。

一、玻璃真空管集热器的结构玻璃真空管集热器通常由玻璃真空管、集热管、支架和水箱等部分组成。

玻璃真空管是其中的关键部件，其结构如图1所示。

玻璃真空管内部包含着集热管，集热管上涂有具有较高光吸收率和热导率的吸热涂层，用于吸收太阳辐射并将其转化为热能。

真空管的外部通常由双层玻璃构成，中间是真空层，可以有效地减少热量的散失。

支架用于支撑和固定真空管，水箱则用于储存加热后的水。

二、玻璃真空管集热器的工作原理1. 太阳能的吸收和转化当阳光照射到玻璃真空管表面时，首先被外层玻璃吸收，然后通过玻璃传递到内部的集热管上。

在集热管的吸热涂层的作用下，阳光被吸收并转化为热能，使得集热管内部的温度升高。

由于真空管的内外部分别是真空和双层玻璃，因此可以有效地减少热量的散失，使得集热管内的温度得以保持。

2. 热能的传递和储存集热管内部温度升高后，可以将热能传递给其中的工作介质，通常是流经集热管的水。

热水被储存在水箱内，用于日常生活用水或者作为供暖系统的热源。

当需要利用储存在水箱中的热水时，可以通过管路将热水引出，用于热水系统或者供暖系统。

三、玻璃真空管集热器的性能特点1. 高效性能由于玻璃真空管内部的真空层和双层玻璃的隔热效果，使得玻璃真空管集热器具有较高的吸热效率和集热效率。

在日常生活中，它可以有效地利用太阳能为水加热或提供暖气，节能环保。

2. 稳定性能玻璃真空管集热器能够在恶劣的环境条件下，如低温、高湿度等情况下，依然能够正常工作。

其稳定性能保证了其在不同气候条件下的可靠性和持久性。

3. 可靠性能玻璃真空管集热器的材料和工艺要求严格，能够保证其长时间的使用寿命和可靠性。

全玻璃真空管太阳能空气集热器热性能试验方法研究

1 —真空管集热器 2 —离心风机 3 —旁通阀 4 —稳压箱 5 —孔板流量计 6 —测温箱 7 —半球风速仪 8 —电加热器 9 —温控箱 10 —测温热电偶 11 —测压管 12 —总日射表 13 —倾斜管压力计 14 —测试仪器
图 1 热及流动性能测量系统示意图 Fig. 1 Heat and flow performance measurement arrangement for airflow in a tube
一般太阳能集热器热性能测试主要按以下两个思路进行。 1) 用对比实验
该方法主要是通过在相同实验条件下对两个尺寸相近、类型相似的集热器进行实验 (其中之一是标准集热器) 而得出的。 2) 绝对热测实验
这种热测实验需要在较大范围的实验条件下确定表征热性能的一些参数 ,经过一定的数学处理后 , 可用它对集热器的长期性能作出预测。
ηg
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Tf ,e Ag I
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14 4 太阳能学报 22 卷
0 引言
ASHRAE93286 标准对太阳能集热器性能的测试条件、测试仪器的精度、测量参数的选择及数据的整理等都做了具体的规定 ,但该标准是基于平板集热器测试经验上的 ,对全玻璃真空管集热器 ,由于其吸热体与平板有不同的几何结构 ,造成了它不同于平板集热器的光学特性及瞬时热性能。本项研究的重点是全玻璃真空管空气集热器的热延迟常数、时间常数、角度修正因子及瞬时热效率等热性能的实验方法。目的是找到一套有补充 ASHRAE93286 标准 , 适合于有固定支架的全玻璃真空管空气集热器热性能测试的方法。

太阳能集热器的热效率分析与优化

太阳能集热器的热效率分析与优化随着人们对环境保护和可再生能源的关注日益增强，太阳能作为一种清洁、可再生的能源形式，逐渐得到了广泛的应用。

太阳能集热器作为太阳能利用的主要装置之一，其热效率的高低直接影响到能源的利用效益。

本文将对太阳能集热器的热效率进行分析与优化。

首先，我们需要了解太阳能集热器的工作原理。

太阳能集热器主要由吸热管、导热板和玻璃罩等组成。

当太阳光照射在集热器上时，吸热管会将光能转化为热能，并通过导热板传导到吸热区域，从而使水或其他工质被加热。

而热效率的计算公式为：热效率=（热量输出/太阳能辐射能）×100%。

其次，我们需要分析太阳能集热器的热损失。

在太阳能集热器的使用过程中，有一部分热能会损失掉。

其中主要有以下几种热损失方式：辐射热损失、对流热损失、导热热损失和散热热损失。

辐射热损失是指由于太阳能集热器表面与环境之间的辐射传热而损失的热能；对流热损失是指由于气体流动而带走的热能；导热热损失是指由于太阳能集热器材料本身的导热性而损失的热能；散热热损失是指由于集热器周围环境温度较低而导致的热能损失。

为了提高热效率，我们需要针对这些热损失进行相应的优化。

接下来，我们可以从实际应用角度出发，探讨太阳能集热器的优化方案。

首先是利用隔热材料减少热损失。

通过在太阳能集热器的外围使用隔热材料，可以将散热热损失降到最低，同时减少导热热损失。

其次是加装透明的保温罩。

保温罩可以起到保温的作用，减少对流热损失，并提高集热器的利用率。

此外，还可以通过改进吸热管的设计，增加吸热面积，提高吸热效率，减少辐射热损失。

通过这些优化方案，可以显著提高太阳能集热器的热效率。

然而，要想实现太阳能集热器的最佳热效率，我们还需要考虑一些其他因素的影响。

首先是太阳能辐照度的变化。

由于太阳能辐照度的季节性变化和天气状况的不确定性，太阳能集热器的热效率也会有所波动。

其次是清洁度的影响。

灰尘和污垢的沉积会降低太阳能集热器的吸热性能，进而影响热效率。

太阳能集热器玻璃管在能源领域中的应用

太阳能集热器玻璃管在能源领域中的应用太阳能是一种绿色、清洁的能源，被广泛认为是未来能源发展的重要方向。

而太阳能集热器玻璃管正是太阳能利用的关键设备之一，它在能源领域的应用前景广阔，具有重要的经济和环境效益。

太阳能集热器玻璃管是一种特殊设计的设备，用于收集太阳辐射能并将其转化为热能。

它的外部是由优质的玻璃材料制成，内部则是一条密封的管道，管道内充满着吸热液体。

当太阳辐射能照射到玻璃管上时，液体受热膨胀，并通过管道传递到热水储罐中，用于供暖、热水供应或其他能源需求。

在家庭中，太阳能集热器玻璃管可用于供暖和热水供应。

它可以通过连续收集太阳能供给家庭使用，减少了对传统能源的依赖，节省能源成本。

尤其是在冬季，太阳能集热器玻璃管仍然能够有效地获取到太阳辐射能，为家庭提供温暖和舒适的室内环境。

此外，太阳能集热器玻璃管还可以与其他能源设备结合使用，如热泵、锅炉等，提高能源利用效率。

除了家庭应用外，太阳能集热器玻璃管在工业领域也有广泛的应用。

在一些需要大量热能的工业过程中，太阳能集热器玻璃管可以作为一个重要的能源补充来源。

例如，一些工厂需要大量热水用于生产过程，通过利用太阳能集热器玻璃管，可以大大减少对传统燃气或电能的依赖，降低能源成本，减少环境污染。

此外，太阳能集热器玻璃管还可以应用于农业领域。

在一些农田温室中，太阳能集热器玻璃管可以作为加热设备，提供足够的热能促进植物生长和保护作物免受寒冷天气的影响。

相比传统的加热方法，太阳能集热器玻璃管具有更高的能源利用效率和更低的运行成本，同时减少对化石燃料的使用，对环境友好。

然而，太阳能集热器玻璃管在应用中还存在一些挑战。

首先，其材料成本较高，导致设备价格相对较高，降低了其在市场上的竞争力。

其次，太阳能集热器玻璃管对太阳辐射能的依赖性较高，对于一些地域缺乏充足阳光的地区而言，太阳能集热器玻璃管的效率会受到一定程度的影响。

此外，太阳能集热器玻璃管的维护成本也需要被考虑进去，特别是对于一些大型工业设备而言，定期的维护和保养是必不可少的。

太阳能集热器的设计与优化

太阳能集热器的设计与优化随着环保理念的普及和能源危机的加剧，太阳能作为一种清洁、可再生的能源被越来越多的人所看重。

太阳能集热器作为太阳能利用的主要形式，其设计与优化显得尤为重要。

本文将介绍太阳能集热器的设计原则、优化策略、实验方法以及未来发展方向。

一、太阳能集热器的设计原则太阳能集热器的设计原则包括三个方面：热特性、光学特性和材料选择。

首先是热特性。

太阳能集热器的主要任务是将太阳光转化为热能，热效率是其最为关键的指标。

因此，在设计集热器时，应考虑热损失的控制、最大吸热面积和最佳吸收率等因素。

其次是光学特性。

太阳能集热器的吸收面应该能够吸收足够的太阳辐射能，并且能够将吸收的能量有效地转换为热能。

因此，合理选择吸收面的颜色、反射面的颜色和形状、透镜、反射板等元件的光学特性是非常重要的。

最后是材料选择。

太阳能集热器的材料应该具有很高的热传导性能、较低的热膨胀系数、较高的抗腐蚀性和抗氧化性等特性。

同时，应该在选材时考虑成本、耐久性、可维护性等因素。

二、太阳能集热器的优化策略太阳能集热器的优化策略可以从结构优化、组合优化和控制优化三个方面进行考虑。

在结构优化方面，可以采用隔离式和直接式两种方案。

隔离式集热器通过管道连接吸热面和传热面，具有较好的热损失控制和成本优势；直接式集热器通过直接将太阳辐射能吸收在吸热面上并进行传热，具有较高的热效率和便于维护、调节的特点。

在组合优化方面，可以采用不同材料、不同颜色的吸收面和反射面，通过波长选择和多层膜设计进行光学调控和热控制。

在控制优化方面，可以通过智能控制系统对集热器进行实时监控和调节，提高集热器的稳定性和效率。

三、太阳能集热器的实验方法实验方法主要包括性能测试、参数优化和系统仿真三个方面。

性能测试方面，可以通过实验室测试和田间试验两种方案进行考虑。

实验室测试主要针对集热器的热传递性能和光学性能进行测试；田间试验主要针对集热器的实际工作环境进行测试，考虑不同季节、不同天气条件下集热器的工作性能。

江苏质检员考试轻工类试题(五)

1.关于光学树脂眼镜片，下列技术要求正确的是（） A.当折射率＞1.56时，可见光透射比必须＞88%B.当折射率≤1.56时，可见光透射比必须≥90%C.当折射率＜1.56时，黄色指数≤1.20D.当折射率≥1.56时，黄色指数≤2.200错误！正确答案是：C2.气相色谱谱图中，与组分含量无关的是 A.峰面积B.峰高C.峰宽D.出峰时间3.关于老视成镜下列说法不正确的是（） A.老视成镜光学中心单侧水平允差为±1.0mmB.装成老视镜只需满足可见光谱区的透射比要求即可C.老视成镜两镜片顶焦度互差应不大于0.12DD.老视成镜光学中心水平允差为±1.0mm错误！正确答案是：D4.玩具进行相应燃烧性能测试时，火焰高度为（）（燃烧器垂直放置时） A.10mm ±1mmB.20mm±2mmC.25mm±2mmD.30mm±2mm5.钢桶的生产许可证发证检测堆码高度为（） A.3mB.8mC.1.5m错误！正确答案是：A6.旅游鞋剥离强度试验中，刀口宽度为（），在试验时测量前尖或后跟部位A.10mmB.15mmC.20mmD.25mm错误！正确答案是：A7.哪项指标不是学生用品胶粘剂的技术要求？（） A.甲醛B.苯C.可迁移元素D.挥发性有机物错误！正确答案是：C8.纸巾纸、卫生纸、纸尿裤、湿巾、卫生巾（含卫生护垫），（）GB15979-2002《一次性使用卫生用品卫生标准》所定义的一次性使用卫生用品 A.都是B.都不是C.卫生纸是，其余都不是D.除卫生纸不是，其余都是9.普通陶瓷烹调器是指胎体质地、防渗漏性一般、耐热性能一般、热稳定性温差不低于（）（按中、小型产品判定）的陶瓷烹调器皿 A.250℃ B.280℃C.300℃D.200℃错误！正确答案是：B10.燃具漏气的原因，一般是阀门旋转芯的密封面不严，很可能是旋转芯所用的（）已经干涸 A.密封脂B.不干胶C.生料带11.我国钻石颜色分级体系中的98色对应于GIA体系中的（） A.EB.FC.GD.H12.复合塑料编制袋C型对应的内装物重量为（）kg A.10～20B.21～30C.31～50D.51～60错误！正确答案是：D13.胶粘剂中游离甲醛的测定时，样品溶解于水后应在（）条件下进行蒸馏。

第五章：玻璃中的辐射传递和吸收辐射

•
5.3盖面系统的光学性质
• 式5.3.7和式5.3.8可以用来计算任意数量的盖面的透射比。如果下标1代表一个盖面系统的性质，下标2代表一个加到盖面系统上面的新的盖面的性质，那么这式子计算出来的就是新的盖面系统的透射率。如果所有的盖面性质都和波长相关，就必须对波长分布就行积分了。
5.4漫射辐射的透射比
5.7透射比的光谱相关性
• 大部分透明材料都有透射选择性，即吸收比是入射辐射波长的函数。玻璃是太阳能集热器最常见的材料，如果其中的氧化铁含量很低，就只能吸收很低的太阳光谱能量。如果氧化铁的含量高，它可以吸收太阳光谱中的红外部分。不同氧化铁含量的玻璃的透射率如图5.7.1所示：
5.7透射率的光谱相关性
5.3盖面系Βιβλιοθήκη 的光学性质• • 图5.3.1给出了三种不同的玻璃组成的一到四层盖面系统的透射比，它是入射角的函数。这些曲线是通过式5.3.4计算出来，并通过实验检验。在一个多盖面系统中，辐射跟踪技术用来发展式5.1.7并得出了近似的曲线， Whillier(1953)将辐射跟踪法广泛的应用于各种盖面系统，现代辐射换热器计算方法也被应用到这些复杂的情形。如果表面确定，例题5.3.2的近似方法也就确定，虽然下面的式子也可以用到。在双盖面系统中，两个盖面并不一定完全相同，辐射跟踪法导出了下面透射比和反射比的计算式，下标1代表外盖面，2代表内盖面。
5.7透射率的光谱相关性
• 对于大部分塑料，在λ>3μm的红外波段，透射性特别重要。图5.7.2给出了 λ>2.5μm时一种聚乙烯氧化膜的透射性曲线。
•
Whillier(1963)用式5.6.2也算出了类似的曲线，他用的辐射源是0到200摄氏度的黑体。他发现，当黑体辐射源温度为0度时，透射比为0.32；当温度为100 度时，透射比为0.29，当温度为200度时，透射比为0.32.

太阳能集热器的性能评估与优化设计

太阳能集热器的性能评估与优化设计太阳能集热器是一种利用太阳能将光能转化为热能的装置，被广泛应用于居民热水供应、取暖等领域。

对太阳能集热器的性能进行评估与优化设计，可以提高能源利用效率，降低使用成本，对环境保护也有积极意义。

首先，太阳能集热器的性能评估是从两个方面进行的：热性能和光学性能。

热性能评估主要包括热效率、热损失和热容量等指标。

热效率是指集热器将光能转化为热能的效率，可以通过测量热能产生量与太阳辐射入射量的比值来评估。

热损失是指集热器在热能传输过程中的能量损失，主要包括辐射损失、对流损失和传导损失等。

热容量是指集热器储存热能的能力，可以通过测量集热器温度随时间变化的曲线来评估。

光学性能评估主要包括光吸收率、光反射率和光透过率等指标。

光吸收率是指集热器对太阳辐射的吸收能力，可以通过测量集热器表面的吸收率来评估。

光反射率是指集热器的表面对太阳辐射的反射能力，可以通过测量集热器的反射率来评估。

光透过率是指集热器对太阳辐射的透过能力，可以通过测量集热器的透射率来评估。

太阳能集热器的性能评估可以通过实验测试和数值模拟两种方法进行。

实验测试是通过在实际使用条件下对集热器进行测试来评估其性能。

这种方法需要考虑多个因素的影响，如太阳辐射强度、环境温度、流体流速等。

数值模拟是通过建立数学模型来模拟集热器的工作过程，并使用计算机进行计算得到性能评估结果。

这种方法可以减少实验成本，加快评估过程，但是需要准确的物理和数学模型以及一定的计算能力支持。

在对太阳能集热器进行优化设计时，可以考虑以下几个方面。

首先是结构设计的优化，包括集热器的形状、材料选择、管道布局等。

合理的结构设计可以提高太阳能的吸收率和热效率，降低热损失。

其次是运行参数的优化，如流体流速、入口温度等。

适当的运行参数可以提高热能的传递效率，降低能量损失。

最后是跟踪系统的优化，太阳能集热器需要跟踪太阳光源以最大程度地吸收太阳能。

合理的跟踪系统设计可以提高光学性能，提高光吸收率和热效率。

049太阳能集热器热性能分析

Tp Ts G
（4.6）
由于吸热体温度不容易测定，而集热器进口温度和出口温度比较容易测定，所以集热器效率方程也可以用集热器的平均温度 Tm (Ti Te ) / 2 来表示，则有：
F [( )e U L
式中： F —集热器效率因子，%； Tm —集热器平均温度，℃； Ti —集热器进口温度，℃； Te —集热器出口温度，℃。
这说明此时的吸热体温度、集热器平均温度、集热器进口温度都相同。在图 1 中，三条效率曲线在 x 轴上有相同的交点值。
参考文献 [1]霍志臣，罗振涛。平板太阳能热水器发展概况[J]。新能源市场，2006，10：
5-8
[2]范海燕，迟炳章。太阳能集热器及其实用性浅析[J]。青岛理工大学学报， 2009，
Tm Ts ] G
（4.7）
集热器效率因子 F 的物理意义是：集热器实际输出的能量与假定整个吸热体处于工质平均温度时输出的能量之比。尽管集热器平均温度可以测定，但由于集热器出口温度随太阳辐射照度变化而变化，不易控制所以集热器的效率方程也可以用集热器的进口温度来表示：
FR [( )e U L
qL —单位时间内单位面积集热器对应的热损失，W/㎡；
q S —单位时间内单位面积集热器对应的自身热容变化量，W/㎡,当集热器处于稳定工况时其自身热容无变化， qS =0。太阳能集热器的效率定义为在稳态或准稳态条件下，规定时间段内集热器单位面积得到的有用太阳辐射能 qU 与同一时间段内入射在集热器单位面积上的总太阳辐射能 G 之比，即太阳能集热器的效率 = 4.集热器效率方程及效率曲线 4.1 集热器的效率方程 QA AG ( )e
Ti Ts T T ] FR ( )e FRU L i s G G

全玻璃太阳能集热器热性能实验研究.

本科毕业论文题目：全玻璃太阳能集热器热性能实验研究学生姓名：学院：系别：专业：班级：指导教师：二〇一〇年四月六日摘要太阳能热利用是可再生能源技术领域商业化程度最高、推广应用最普遍的技术之一。

太阳能热水器在我国得到了快速发展和推广应用，而太阳能集热器是太阳能热水器接收太阳能量并转换为热能的核心部件和技术关键，因此研究集热器热性能也成为极其重要的工作。

本文对国内外太阳集热器热性能稳态和动态的测试方法及测试的国家标准进行了概述，详细介绍了太阳能集热器测试的实验系统及仪器，对集热器性能参数的测试条件、测试步骤和数据处理方法等进行了论述，并针对全玻璃真空管式太阳能集热器的非稳态效率、时间常数和集热器入射角修正系数提出了详细的实验测试方法及测试步骤。

论文对全玻璃真空管集热器的非稳态效率、太阳辐射随时间变化的曲线、水箱温度变化进行了实验分析，得出了全玻璃真空集热器的非稳态效率随时间变化的趋势，太阳辐射和水箱温度随时间变化的趋势，并做了详细的分析，为后续研究奠定了实验基础。

关键词：太阳集热器；测试；热性能；实验AbstractThe solar energy heat utilization is one of the technologies marketed and used universally, which is the highest in commercialization degree in renewable energy source area. The solar water heaters have the fast development and get the promoted application in our country. The solar energy collector is the core and the technical key of solar water heater which receives the solar energy and transforms into the heat energy, therefore researching collector thermal properties is a very important work.This article has described the testing methods for the thermal performances of solar collector under steady-state and quasi-dynamic conditions between our country and the world and the test of the national standards, introduced the solar energy collector test's experiment system and the instrument in detail. Meanwhile, the collector test's condition, step and the method of handling data also have been introduced .And this paper proposed the detailed experiment test method and the test step regarding of all-glass evacuated tube solar collector's unsteady-state efficiency, the time-constant and the collector incidence angle correction coefficient .Papers obtained the trend of non-steady-state efficiency of the all-glass vacuum collector over time and, tend of solar radiation and water temperature over time and done a detailed analysis, which laid a experimental foundation for follow-up study.Keywords: solar collector; test; heat properties; experiment目录第一章绪论 (1)1.1 概述 (1)1.1.1 能源概述 (1)1.1.2 太阳能 (1)1.1.3 太阳能热水系统 (2)1.2 太阳集热器热性能测试的研究现状 (4)1.3 主要研究内容及目的 (5)第二章太阳集热器热性能测试的理论基础 (7)2.1 热性能测试方法 (7)2.1.1热性能稳态测试方法 (7)2.1.2 热性能动态测试方法 (10)2.2热性能试验目的及国家标准 (13)2.2 太阳能集热器的热性能 (15)2.2.1 非稳态效率 (15)2.2.2 日平均效率 (15)2.3 影响太阳集热器热性能的因素 (15)第三章太阳能集热器热性能测试系统 (17)3.1 试验要求 (17)3.1.1 集热器的安装 (17)3.1.2 测量要求 (17)3.2 测试系统及设备 (18)3.2.1 PC-2-T太阳能辐射标准观测站介绍 (18)3.2.2 TRM-2型太阳能热水器热性能测试系统 (21)3.2.3 TRM-PD人工太阳模拟发射器 (22)3.2.4 TBQ-2总辐射表 (24)第四章太阳能集热器的热性能试验 (26)4.1 集热器效率试验 (26)4.1.1集热器效率试验步骤 (26)4.1.2集热器效率计算 (27)4.2集热器时间常数试验 (27)4.2.1 集热器时间常数计算 (27)4.2.2 集热器时间常数试验步骤 (28)4.3 集热器入射角修正系数 (28)4.3.1 集热器入射角修正系数计算 (29)4.3.2 集热器入射角修正系数试验步骤 (29)4.4 试验数据分析 (29)4.4.1 非稳态效率实验曲线分析 (29)4.4.2 水箱温度随时间的变化曲线 (31)4.4.3 太阳辐射随时间的变化曲线 (33)结论 (34)参考文献 (36)第一章绪论1.1 概述1.1.1 能源概述不论是从经济社会走可持续发展之路和保护人类赖以生存的地球生态环境的高度来审视，还是从为世界上20多亿无电人口和一些特殊用途解决现实的能源供应出发，发展新能源和可再生能源均具有重大战略意义。

导电玻璃在太阳能集热器中的应用优势分析

导电玻璃在太阳能集热器中的应用优势分析随着全球环境问题的加剧，人们对清洁能源的需求日益增加。

太阳能作为一种可再生、清洁、无污染的能源，受到了广泛关注。

为了更高效地利用太阳能，太阳能集热器的研发和应用成为了重要的研究领域。

而导电玻璃作为太阳能集热器中重要的组成部分，具有许多显著的优势，本文将对其应用优势进行分析。

首先，导电玻璃具有良好的透光性。

由于太阳能集热器需要对太阳辐射进行吸收和转化为热能，透光性是导电玻璃应用的重要指标。

优质的导电玻璃能够使得太阳能充分穿透玻璃进入集热器，并被集中在吸热材料上，从而提高能量的利用效率。

与传统的玻璃相比，导电玻璃能够有效减小反射和散射的损失，大大提高太阳能的吸收效果。

其次，导电玻璃具有优异的导电性能。

太阳能集热器中的导电玻璃通常添加了导电膜，能够实现对玻璃表面的电流传导。

这使得太阳能集热器能够实现对吸热材料的精确控制，调整转化热能的效果。

导电玻璃的导电性能优势使得太阳能集热器能够实现更高程度的自动化和智能化控制，提高了整个系统的稳定性和可靠性。

第三，导电玻璃具有良好的耐高温性能。

太阳能集热器作为一个需要承受高温环境的设备，要求其材料具有较高的耐高温性能。

导电玻璃通常采用的是钠钙玻璃基材，经过特殊处理后，其耐高温性能得到了大幅提升。

这使得导电玻璃能够在高温环境下保持较好的稳定性，不易发生脆化和变形，能够长时间保持良好的集热效果。

此外，导电玻璃具有较好的可靠性和耐用性。

由于太阳能集热器通常需要暴露在户外环境中，对材料的可靠性和耐久性有较高要求。

导电玻璃经过处理后能够形成坚固的结构，能够有效抵抗紫外线、大气污染物、腐蚀等因素的侵蚀。

这使得导电玻璃能够长时间保持良好的性能，延长太阳能集热器的使用寿命。

最后，导电玻璃具有一定的灵活性和可塑性。

导电玻璃可以根据太阳能集热器的不同形状和尺寸进行定制，能够满足不同的设计需求。

同时，导电玻璃也可以与其他材料相结合，形成复合材料，提供更多的设计选择，满足太阳能集热器在不同环境下的应用需求。

太阳能集热器材料性能改进与成本优化

太阳能集热器材料性能改进与成本优化太阳能集热器作为一种绿色、清洁能源设备，已经在全球范围内得到广泛应用。

然而，目前仍然是一个具有挑战性的课题。

本报告将对目前太阳能集热器材料的现状进行分析，针对存在的问题提出对策建议，并提出具体的改进方案，以期为该领域的研究与发展提供参考。

一、现状分析1. 太阳能集热器材料的种类目前，太阳能集热器材料主要包括玻璃、塑料、金属和硅等材料。

其中，玻璃具有优良的透光性和抗腐蚀性能，是目前应用最广泛的太阳能集热器材料。

然而，玻璃材料成本较高，且重量较大，限制了太阳能集热器的应用范围。

2. 太阳能集热器材料存在的问题目前太阳能集热器材料存在的主要问题包括：耐高温性能不佳、传热效率低、制造成本高等。

由于太阳能集热器长期处于高温环境下工作，传统材料容易出现老化和失效现象，影响集热器的使用寿命。

传统太阳能集热器材料的传热效率不高，导致能量损失较大，影响了太阳能的利用效率。

另外，制造成本高也是当前太阳能集热器材料面临的挑战之一。

二、存在问题1. 耐高温性能不佳目前太阳能集热器材料在高温环境下易出现老化、变形等现象，影响了集热器的使用寿命。

2. 传热效率低传统材料的传热效率不高，导致能量损失较大，影响太阳能的利用效率。

3. 制造成本高目前太阳能集热器材料的制造成本较高，限制了其在大规模应用中的发展。

三、对策建议1. 提高材料的耐高温性能针对太阳能集热器材料在高温环境下容易老化的问题，可以通过改进材料配方、表面涂层等方式来提高材料的耐高温性能。

选择具有高耐热性能和抗老化性能的材料也是一种有效的方法。

2. 提高传热效率为了提高太阳能集热器的传热效率，可以采用优化集热器结构设计、选择导热性能更好的材料等方式来改进。

利用先进的热传导技术和材料，可以有效提高传热效率，减少能量损失。

3. 降低制造成本为了降低太阳能集热器材料的制造成本，可以采用节约材料、简化生产工艺、提高自动化水平等方式。

通过降低生产成本，可以提高太阳能集热器的竞争力，促进其在市场中的广泛应用。

太阳能集热器的设计与性能优化

太阳能集热器的设计与性能优化首先，太阳能集热器的设计应考虑到以下几个方面：1.集热器的材料选择：太阳能集热器的集热器片通常选择铜、铝等导热性能好的材料，可以提高集热效率。

同时，集热板的涂层也应选择具有高吸热率和低发热率的材料，以增加吸收太阳辐射的能力。

2.集热器的结构设计：太阳能集热器的结构设计应考虑到集热面积的最大化，以增加太阳能的吸收面积。

同时，还应注意集热面板的倾角和朝向，使其能够在不同季节和时间段内充分接受太阳辐射。

3.集热器的传热设计：太阳能集热器的传热方式主要有对流传热和辐射传热。

设计时应注意增加传热面积和传热面与工质的接触，以提高传热效果。

同时，可以利用聚光镜等技术增强辐射传热效果。

其次，太阳能集热器的性能可以通过以下几个方面进行优化：1.集热效率的提高：集热器的效率主要取决于其对太阳辐射的吸收和能量的转化。

因此，可以通过提高集热材料的吸热率、减少反射损失和增加集热面积等方法来提高集热效率。

2.热损失的减少：太阳能集热器在转化太阳能为热能的过程中会有一定的热损失。

为减少这些热损失，可以在集热器表面加装隔热材料，减少热量的散失。

同时，还可以优化集热器的管路设计，减少热力学循环中的能量损失。

3.稳定性的提高：太阳能集热器在长时间使用过程中应保持稳定的性能。

因此，设计时应考虑材料的耐候性和抗腐蚀性，以及具备良好的热膨胀性能。

此外，集热器的结构设计应牢固可靠，可以抵御外部环境的影响。

4.使用方便性的提高：太阳能集热器的使用应简单方便，便于安装和维护。

设计时应注意减少部件的数量和复杂性，同时提供易于操作的控制和调节系统，以满足用户的需求。

总之，太阳能集热器的设计与性能优化需要综合考虑材料、结构、传热和稳定性等因素。

通过选用合适的材料、优化结构设计、提高集热效率和减少热损失，可以使太阳能集热器更加高效、稳定和方便使用。

浮法平板玻璃在太阳能集热器中的应用效果研究

浮法平板玻璃在太阳能集热器中的应用效果研究太阳能是一种清洁、可再生的能源，被广泛应用于发电、供暖和热水等领域。

太阳能集热器作为太阳能利用的重要设备，能够将太阳辐射能转化为热能，并将其应用于各种热能需求中。

而浮法平板玻璃作为太阳能集热器的关键部件之一，具有良好的透光性和耐高温特性，被广泛应用于太阳能集热器中。

本文旨在研究浮法平板玻璃在太阳能集热器中的应用效果。

首先，浮法平板玻璃具有良好的透光性，能够将太阳辐射能有效地传导到集热器中。

由于浮法平板玻璃的表面光洁度高，故具有更好的光透过率，能够将更多的太阳能辐射引导到集热器中。

实践证明，浮法平板玻璃的透光率高达90%以上，使得太阳能集热器能够更充分地利用太阳能，提高能源转换效率。

其次，浮法平板玻璃具有较好的耐高温特性。

太阳能集热器在运行过程中会受到高温的影响，而浮法平板玻璃能够承受高温环境，不易产生变形或破裂。

这使得太阳能集热器能够长时间稳定运行，提高系统的可靠性和寿命。

另外，浮法平板玻璃还具有良好的化学稳定性和耐腐蚀特性。

太阳能集热器中的介质可能含有酸碱物质，而浮法平板玻璃经过特殊处理，能够抵抗常见的化学腐蚀并保持其透光性和力学性能。

这也保证了太阳能集热器的使用寿命和性能的稳定性。

此外，浮法平板玻璃的制造成本相对较低，生产工艺成熟。

浮法平板玻璃以石英砂、纯碱和石灰石为主要原料，经过高温熔化、氧化锑和快速冷却等工艺制成。

与其他玻璃材料相比，浮法平板玻璃的制造过程更简单、成本更低，能够提高太阳能集热器的经济性。

在实际应用中，浮法平板玻璃广泛应用于平板式太阳能集热器中。

平板式太阳能集热器是最常见的太阳能集热器类型，其工作原理是通过浮法平板玻璃将太阳能辐射转化为热能，并将热能传递给工作介质。

浮法平板玻璃在平板式太阳能集热器中的应用效果得到了充分验证。

经过长期的实验研究和工程应用，浮法平板玻璃被证明在太阳能集热器中表现出较高的性能。

与其他玻璃材料相比，浮法平板玻璃具有更高的透光率，能够更高效地吸收太阳能辐射。