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结构参数对吸附集热器性能的影响

2022-04-01130

结构参数对吸附集热器性能的影响

1.真空管和内通道直径的分析这里对上述结构的真空管吸附集热器进行了分析。在太阳辐射强度一定时,真空管吸附集热器可达到的最高解吸温度受到吸附剂质量多少的制约,亦即与真空管的直径与传质通道直径有关。通过对几种不同管径吸附集热器的数值计算,得到的结果如图5-17所示(管中心距D=2Dg,总辐射时间t=8h,辐射总能量为17MJ/m2)。图中曲线表明吸附集热器的最高温度、平均温度和最低温度的变化率均随传质通道直径的增大而增大,而且当传质通道直径与真空管管径的差值相等时,各管径的真空管集热温度几乎为定值,即说明了吸附剂的厚度(等于真空管半径诚传质通道半径)一定时,集热温度值与真空管的管径关系不大。

2.管中心距应用真空管作吸附集热器时,由于受单根管所能装填吸附剂质量的限制,通常是将许多真空管按一定的排列组合形成所需面积的吸附床。同时为了最大地提高集热器的温度和降低制造成本,排列组合管组时,需要考忠相邻两根管间的中心距离。

以直径等于T0mm的真空管吸附集热器为例,对吸附集热器的温度变化与管组中两相邻管中心距离的关系进行计算,结果如图5-18所示,由图可知管中心距离小于2倍的管径(即4倍R©)时,吸附集热器的平均温度受管中心距离的影响较大:等于或大于2倍的管径时,平均温度达到最高且开始趋于定值。

3.集热效率集热效率通常作为衡量集热器性能的一个重要指标,其值越大,辐射能转换为热能的份额越大。对四种管径的真空管吸附集热器在不同传质

通道直径下的热利用效率进行计算的结果如图5-19所示。很显然,吸附集热管内通道直径一定时,热效率随管径的增大而增大;同一管径时,则随传质通道直径的增大而减小,并且当吸附集热管管径与内通道直径之差大约等于40mm时,减小的速率更显著,而温度却急剧增大。这是由于此时吸附剂的质量以及所吸附的制冷剂量均较少的缘故。

4,对系统性能的影响太阳辐射强度一定时,吸附剂层的温度与吸附剂容量有很大关系,管径越小,吸附剂容量越小,吸附剂所能达到的温度越高,但系统制冷量不一定最高。要使系统获得最佳性能,就存在一最佳管径。图5-20所示为传质通道直径为20mm,相邻真空管间距为2倍管径时吸附集热器温度及采用了真空管吸附集热器的太阳能制冷系统COP和制冷量随管径的变化关系。最高温度在管径大于70mm以后基本不发生变化,同时在管径等于70mm时,系统COP和制冷量都达到最大。

5.吸附剂层厚度图5-21所示为吸附集热器在不同管径条件下,系统COP随内通道直径的变化。比较四种管径下的计算结果不难发现,给定管径下的最佳

内通道直径约比管径小40mm,即吸附剂层的厚度大约应为30mm。同时系统COP随管径增大面增长。

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