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一種太陽能系統(tǒng)的智能控制方法_2

文檔序號:9748211閱讀:來源:國知局
透明玻璃板16之間留有隔熱層17,作為優(yōu)選,隔熱層為真空層。作為優(yōu)選透明玻璃板16采用鋼化玻璃、隔熱層為真空層;作為優(yōu)選,吸熱膜12通過濺射的方式設(shè)置在熱管I吸熱端9的正面。
[0027]底板11設(shè)置在集熱管I下部,所述底板為保溫材料。
[0028]作為優(yōu)選,隔熱層17的厚度為18mm?25mm;作為優(yōu)選為21 mm。
[0029]如圖3所示,在放熱端10,所述集熱管包括扁平管I和肋片7,所述扁平管I包括互相平行的管壁3和側(cè)壁12,所述側(cè)壁12連接平行的管壁2的端部,所述側(cè)壁12和所述平行的管壁3之間形成流體通道2,所述肋片7設(shè)置在管壁3之間,所述肋片7包括傾斜于管壁的傾斜部分4,所述的傾斜部分4與平行的管壁3連接,所述傾斜部分4將流體通道2彼此隔開形成多個小通道10,相鄰的傾斜部分4在管壁上連接,所述相鄰的傾斜部分4以及管壁3之間構(gòu)成三角形;在傾斜部分4上設(shè)置連通孔6,從而使相鄰的小通道10彼此連通。
[0030]通過設(shè)置連通孔6,保證相鄰的小通道10之間的連通,從而使得壓力大的小通道內(nèi)的流體可以向鄰近的壓力小的小通道內(nèi)流動,解決扁平管換熱的情況下的內(nèi)部壓力不均勻以及局部壓力過大的問題,從而促進了流體在換熱通道內(nèi)的充分流動,提高了換熱效率,同時也提高了集熱管的使用壽命。
[0031]作為優(yōu)選,沿著扁平管橫截面的管壁3的中間(即圖3橫截面示意圖中管壁3的中間位置)向兩側(cè)側(cè)壁12方向,不同傾斜部分4上的所述的通孔6面積不斷的變小。其中,位于扁平管I的中間位置,即圖2橫截面示意圖中管壁3的中間位置,通孔6的面積最大。主要原因是通過實驗發(fā)現(xiàn),因為流體分配不均勻,中間壓力最大,從中間向兩側(cè)壓力逐漸減小。因此通孔面積的分配,使得中部的流體盡可能向兩邊流動,減少中部的流動阻力,同時為了避免開孔面積過大造成換熱面積的減少,使得開孔面積根據(jù)壓力來進行變化,在降低阻力的同時,進一步提尚換熱效率。
[0032]作為優(yōu)選,沿著扁平管橫截面的中間向側(cè)壁12方向,不同傾斜部分4上的所述的通孔6面積不斷的變小的幅度越來越大。通過如此設(shè)置,也是符合流動壓力的變化規(guī)律,進一步降低流動阻力的同時,提高換熱效率。
[0033]作為優(yōu)選,所述連通孔6的形狀為等腰三角形,所述等腰三角形的底邊的中點到頂角的方向與流體的流動方向相同。也就是說,等腰三角形的頂角方向為流體流動方向。通過實驗發(fā)現(xiàn),將頂角方向設(shè)置為與流動方向保持一致,可以提高換熱效率,同時降低流動阻力。通過如此設(shè)置,可以提高10%左右的換熱效率,同時降低9%左右的阻力。
[0034]作為優(yōu)選,所述的相鄰的傾斜部分以及管壁之間構(gòu)成三角形是等腰三角形,以后簡稱第二等腰三角形。通過設(shè)置成為等腰三角形,可以保證流體流動均勻,提高換熱效果。
[0035]作為優(yōu)選,所述傾斜部分頂點5為平面,所述相鄰的兩個傾斜部分4的頂點5相連,所述頂點5與管壁3相連。因為設(shè)置定點5為平面,因此使得傾斜部分4與管壁接觸面積大,從而使得管壁和傾斜部分更充分更好的接觸。使得安裝更加容易,避免滑動。
[0036]作為優(yōu)選,相鄰的傾斜部分4以及管壁之間構(gòu)成三角形中,傾斜部分4相對的內(nèi)表面的連接點形成三角形的頂點,所述三角形的頂點位于管壁上。
[0037]如圖7所示,所述等腰三角形的頂角為B,如圖5,6所示,沿著流體的流動方向,同一個傾斜部分4設(shè)置多排三角形通孔6。如圖6所示,多排通孔6為錯列結(jié)構(gòu)。
[0038]在實驗中發(fā)現(xiàn),通孔的面積不能過大,過大的話會導(dǎo)致?lián)Q熱面積的損失,降低換熱效率,過小的話,造成局部壓力分配依然不均勻,同理,相鄰管壁3的距離不能過大,過大會導(dǎo)致?lián)Q熱效率的降低,過小會導(dǎo)致流動阻力過大。根據(jù)實驗發(fā)現(xiàn),第一等腰三角形的頂角和第二等腰三角形的頂角為一定規(guī)律的變化,例如第二等腰三角形頂角變大,從而導(dǎo)致?lián)Q熱通道的小通道面積增加,相應(yīng)的流動阻力變小,因此此時第二等腰三角形的流通面積就要變小,這樣可以減少通孔6的面積,同時保證流動阻力的情況下,提高換熱效率。因此第一等腰三角形和第二等腰三角形頂角之間存在如下關(guān)系:
第一等腰三角形的頂角為B,第二等腰三角形的頂角為A,則滿足如下公式: Sin(B)=a+b*sin(A/2) -c* sin(A/2)2;
其中a,b,c是參數(shù),其中0.559〈 a〈0.565,I.645〈b〈l.753,I.778〈c〈l.883;60°〈A〈160°;35°<B<90°。
[0039]作為優(yōu)選,a=0.5631,b=l.6948,c=l.8432;
80°〈A〈120°;50°〈B〈60°;
通過上述的公式,可以確定第一等腰三角形和第二等腰三角形頂角之間的最佳關(guān)系,在此關(guān)系下能夠保證在滿足流動阻力的情況下,達到最佳的換熱效率。
[0040]作為優(yōu)選,H=7-18mm。進一步作為優(yōu)選,10〈H〈llmm。
[0041]作為優(yōu)選,第一等腰三角形底邊的長度為h,滿足如下公式:0.28〈d*(h/H)〈0.36;其中 d 是參數(shù),0.7〈d〈2.0 ;
H是以相鄰管壁相對的面之間的距離。
[0042]作為優(yōu)選,1.0<d<1.4o
[0043]作為優(yōu)選,隨著頂角為A的增加,所述的d變小。
[0044]作為優(yōu)選,隨著H的增加,所述的d變小。
[0045]管壁的寬度為W,優(yōu)選為7.4>ff/H>4.6,進一步優(yōu)選,6.8>ff/H>5.6。
[0046]—通過上述的優(yōu)化設(shè)計,可以進一步提高集熱管的換熱性能,同時降低流動阻力。
[0047]對于傾斜部分形成的頂角A不同的情況,例如沿著管壁的中部向兩側(cè)的側(cè)壁方向,所述的相鄰的傾斜部分形成的夾角A越來越小的情況,前面的公式中的A采取傾斜部分相鄰的兩個頂角的平均值來計算。
[0048]本發(fā)明是通過多個不同尺寸的集熱管的上千次數(shù)值模擬以及試驗數(shù)據(jù),在滿足工業(yè)要求承壓情況下(1MPa以下),在實現(xiàn)最大換熱量的情況下,總結(jié)出的最佳的扁平管管壁的尺寸優(yōu)化關(guān)系。
[0049]作為優(yōu)選,所述的同一排的相鄰的等腰三角形通孔的底邊都在一條線上,同一排相鄰的通孔距離為SI,所述2.9Xh〈Sl〈3.3Xh,其中SI是以相鄰兩個等腰三角形通孔的底邊的中點的距離。優(yōu)選為3.2Xh =S1。
[0050]作為優(yōu)選,相鄰排的通孔的等腰三角形的底邊互相平行,等腰三角形的頂點到底邊中點的距離為L,相鄰排的距離S2為3.8*L〈S2〈4.8*L。優(yōu)選為S2 = 4.4*L
相鄰排的等腰三角形的底邊不同時,采取兩條底邊的加權(quán)平均數(shù)來計算。
[0051 ]作為優(yōu)選,同一排的等腰三角形的夾角和底邊完全相同。即形狀完全相同,為相等形。
[0052]對于前面的公式,對于前后排尺寸不同的通孔,也依然適用。
[0053]作為優(yōu)選,肋片的壁厚為0.5-0.9mm;作為優(yōu)選,0.6-0.7mm。
[0054]對于沒有提到的具體尺寸參數(shù),按照正常的換熱器進行設(shè)計。
[0055]所述肋片7只設(shè)置在放熱端10。
[0056]作為優(yōu)選,如圖8,9所示,在集熱管I的吸熱端9內(nèi)壁上設(shè)置內(nèi)肋片15。
[0057]作為優(yōu)選,所述內(nèi)肋片15為直板狀,內(nèi)肋片15的延伸方向沿著流體蒸發(fā)的的流動方向,即沿著吸熱端9向放熱端方向,或者說沿著集熱管吸熱端9的軸向移動。通過如此設(shè)置,使得內(nèi)肋片之間形成的流體空間與流體的流動方向保持一致,從而減少流動阻力,同時還增加強化吸熱。
[0058]作為優(yōu)選,沿著吸熱端9向放熱端方向,內(nèi)肋片15高度不斷的增加,高度增加
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