Cómo diseñar un colector solar de tuberías u

En los últimos 20 años, la escasez de recursos se ha vuelto cada vez más grave, y el desarrollo de nuevas fuentes de energía también es urgente. Por supuesto, la energía solar es una fuente de energía renovable y puede ser inagotable. Las personas también prestarán gran atención a su desarrollo y utilización. Los colectores solares de tubo en U están compuestos por tubos de cobre, absorbedores de calor, tubos de vidrio y tapas metálicas. Después de pasar por la tubería de circulación y sostener el tanque de agua, la radiación solar se puede usar para calentar el agua. El diseño y desarrollo de colectores solares de tubo en U es, por supuesto, una prioridad. Puede resolver problemas como bañarse en muchos hogares, sin consumir energía no renovable y contaminar el medio ambiente.

Esta es la tabla de contenido del artículo:

1. Medición de datos

2. Simulando el rendimiento óptico y térmico de los colectores solares de tubo en U, el comportamiento térmico y la salida del sistema.

3. Usando algoritmos

4. Conclusión

Cómo medir datos？

Es necesario calcular la eficiencia de laColector solar de tubo en Uy también para calcular la irradiancia del sol y, por supuesto, la influencia de la temperatura ambiente. A cierto valor, la eficiencia del colector solar de la tubería u y la temperatura ambiente tienden a aumentar y luego a disminuir. Al mismo tiempo, la eficiencia del colector aumentará con el aumento de la irradiancia solar. Cuando la irradiancia solar es inferior a un cierto valor, la eficiencia del colector aumenta rápidamente, y luego a medida que aumenta la radiación. La tasa de crecimiento cambió gradualmente y finalmente se estabilizó. Este fenómeno se debe al hecho de que a baja irradiación solar, un flujo de calor muy bajo da como resultado una velocidad de transferencia de calor relativamente baja entre el tubo en U y el fluido de trabajo.

¿Cómo simular el rendimiento óptico y térmico de los colectores solares de tubo en U, el comportamiento térmico y la salida del sistema?

① Establecer un modelo de radiación solar: la radiación solar es un parámetro importante en los sistemas de energía solar. La radiación total medida en el plano horizontal se mide con un radiómetro solar.

SingUtilizando el modelo matemático tradicional de estado estacionario, generalmente se considera que la temperatura dentro del tubo de vacío es uniforme y uniforme, y se adopta el método de análisis de parámetros agrupados.

③ Se analizan los efectos de la longitud del tubo de vacío, la velocidad de flujo de entrada, el diámetro interno del tubo en U, la radiación solar, la temperatura de entrada del fluido y la forma del ala de aluminio en el rendimiento térmico del colector solar de tubo en U, y se analiza un esquema de optimización razonable presentar.

④ Verificación por simulación, se obtiene el cambio de temperatura del fluido en el tubo de cobre en forma de U a lo largo de la dirección longitudinal y la dirección radial del tubo. Bajo las mismas condiciones de otros parámetros, simule las diferentes velocidades de flujo de entrada, diámetro interno del tubo en U y cambio de temperatura de radiación solar y cambio de campo de flujo, y compárelo con los resultados de cálculo numérico para verificar la confiabilidad y corrección del modelo matemático.

¿Qué algoritmo se usa?

Para facilitar el cálculo de la simulación y no afectar el resultado, se hacen algunas suposiciones: la convección del aire y la pérdida de calor por conducción dentro del tubo de vacío del colector solar de tubería en U se descuidan, y el sistema siempre está en equilibrio térmico; el coeficiente de transferencia de calor del vidrio del tubo de vacío y el entorno circundante Valor constante: la distribución de energía térmica en el anillo de cobre que rodea el tubo en U es uniforme: cada proceso de transferencia de calor se considera estable.

De acuerdo con la ley de conservación de la energía, se puede inferir que la energía útil del colector solar debe ser igual al conjunto.

La radiación solar absorbida por el disipador de calor resta la energía perdida por la transferencia de calor del entorno.

Qu = G-QL

Donde G es la radiación solar absorbida por el recubrimiento selectivo del colector, Qu es la energía que se puede utilizar, y QL es la pérdida de intercambio de calor con el exterior. El coeficiente de pérdida de calor total del colector es la suma del coeficiente de pérdida de calor del tubo de vacío y el coeficiente de pérdida de calor del tubo colector.

UL = Ua + Ue

La pérdida de calor del tubo de vacío Ua es la pérdida de calor del tubo colector al entorno circundante.

Ua = 11Hga + 1hpg

Hga es el coeficiente de conducción de calor entre el tubo de vidrio y el entorno circundante. El HPS se compone del coeficiente de conducción de calor hpee entre el tubo de absorción de calor y el tubo de vidrio del tubo de cubierta y el coeficiente de emisión de calor auxiliar que se encuentra entre el tubo de absorción de calor y el tubo de vidrio del tubo de cubierta.

Hpgc = σ ε pl + ε pdε gdg (1-εp) (T2b + T2g) (Tb + Tg)

Donde σ es la constante de Boltzmann, εp es la relación de emisión de la superficie de absorción del tubo absorbente, εg es la relación de emisión de la superficie interna del tubo de vidrio externo, y dg es el diámetro del tubo de vidrio.

Resumen

La energía solar es una fuente de energía renovable verde no contaminante, que reduce la contaminación ambiental causada por las calderas convencionales y la generación de energía, y es propicio para la protección del medio ambiente. Los colectores solares de tubo en U combinan las diversas funciones de construcción de paisajismo de techo, ahorro de energía y conversión de energía solar sin ocupar recursos de la tierra. El colector solar de tubo en U tiene una alta eficiencia de calor interno, alta presión y baja pérdida de calor.

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