太阳能平板集热器热性能影响因素分析及优化

“太阳能平板集热器热性能主要影响因素的研究，刘可亮，陈静涛，通过对太阳能平板集热器建立数学模型，深入探讨了结构参数、材料特性对其性能的显著影响，包括管间距、翅片厚度、翅片材料、玻璃盖板透过率、吸热板表面发射率和保温材料厚度等因素。研究结果对集热器的优化设计和成本分析具有重要意义。” 本文是一篇首发论文，由刘可亮和陈静涛共同完成，主要关注的是太阳能平板集热器的热性能及其关键影响因素。太阳能平板集热器是太阳能热利用系统中的重要组成部分，其性能直接影响到整个系统的效率和成本效益。研究人员通过建立数学模型，系统地分析了集热器的各种结构参数和材料特性如何影响其热性能。 首先，文章强调了管间距（翅片宽度）对集热器性能的作用。管间距的大小决定了流体在集热器内部的流动状态和传热效率，过大的间距可能导致热量传递不均匀，而过小则可能增加流动阻力，影响热效率。 其次，翅片厚度和材料的选择也至关重要。翅片的厚度直接影响集热器的热交换面积，更厚的翅片可以增加接触面积，提高热传递效率，但也会增加材料成本。同时，翅片材料的热导率对传热效果有直接影响，通常选择热导率高的金属材料。 此外，玻璃盖板的透过率是另一个重要因素。高透过率的玻璃可以使得更多的太阳辐射穿透到吸热板，从而提高集热效率。然而，透过率与玻璃的吸收和反射特性有关，需要在保证透过率的同时减少热损失。 吸热板表面发射率是决定集热器热损失的关键参数。低发射率的吸热板可以减少辐射热损失，保持更高的集热效率。吸热板通常会进行特殊涂层处理以降低其表面发射率。 保温材料的厚度也对集热器的保温性能有显著影响。增加保温材料可以减少外部环境对集热器的热损失，但过厚的保温层可能会增加集热器的整体重量和成本。 通过图解法，研究者展示了这些因素如何影响集热器的热效率和散热损失，并绘制了性能与归一化温度之间的曲线，为集热器的优化设计提供了直观的参考依据。这种研究方法对于理解太阳能平板集热器的工作原理，改进设计，以及进行成本效益分析具有很高的实用价值。 这篇论文深入探讨了影响太阳能平板集热器热性能的关键因素，为太阳能热利用领域的技术进步和产品优化提供了理论支持。通过这些研究，我们可以更好地理解如何调整集热器的结构参数和选用合适的材料来提升其热效率，降低运行成本，从而推动太阳能技术的广泛应用和发展。