本书首先介绍平板集热的基本原理、分类、工艺、结构，利用传热学理论建立了传统平板集热器热性能及冻结性能模型并进行了优化分析，在此基础上研发了太阳能平板-环路热管热水器、带有相变储能的太阳能平板热水器、大尺度平板热水器、主动式平板空气集热器、可逆转百叶型被动式集热系统、太阳能双效集热器、太阳能平板蒸发器/直接膨胀式热泵、太阳能平板集热-间接膨胀式多功能热泵、光伏直驱太阳能集热等多种基于平板集热的新技术，详细阐述了各种技术的基本原理、结构设计、数理模型、实验方法、参数分析，并介绍了部分技术的应用案例。
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前言
第1章 绪论 1
1.1 太阳能平板集热器的基本结构及材料 2
1.1.1 太阳能平板集热的基本原理 2
1.1.2 太阳能平板集热器的基本结构 2
1.1.3 太阳能平板集热器的主要构件与材料 2
1.2 太阳能平板集热器的类型 4
1.3 新型太阳能平板集热技术 5
1.3.1 太阳能平板-热管集热器 5
1.3.2 太阳能平板-相变储能平板集热器 6
1.3.3 太阳能大尺寸平板集热器 7
1.3.4 太阳能平板-直接膨胀式/间接膨胀式热泵 8
1.3.5 太阳能平板-双效集热器 9
1.3.6 太阳能平板-百叶型集热墙 10
1.3.7 光伏直驱平板集热系统 10
1.3.8 太阳能平板PV/T技术 11
第2章 太阳能平板-肋管集热器及优化 12
2.1 平板-肋管集热器的工艺及构造 12
2.1.1 平板-肋管集热器主要部件 13
2.1.2 平板集热器的生产工艺 14
2.2 平板-肋管集热器的数理模型 17
2.2.1 集热器各部件的能量平衡方程 18
2.2.2 能量平衡方程的求解方法 21
2.3 平板-肋管集热器的测试与分析 22
2.3.1 平板-肋管集热器的性能评价指标和测试方法 22
2.3.2 运行参数对集热器性能的影响 24
2.3.3 结构参数对集热器性能的影响 25
2.4 太阳能平板-肋管集热器的应用 27
2.4.1 阳台壁挂式平板热水器 27
2.4.2 大型平板热水系统-亚运会 30
参考文献 31
第3章 环形热管太阳能平板集热系统的实验和理论研究 33
3.1 重力环形热管太阳能平板集热系统 33
3.1.1 重力环形热管太阳能平板集热系统实验平台介绍 33
3.1.2 实验设计及说明 35
3.1.3 实验结果分析 39
3.2 动力环形热管太阳能平板集热系统 55
3.2.1 动力环形热管太阳能平板集热系统实验平台介绍 55
3.2.2 实验设计及说明 57
3.2.3 实验结果分析 59
参考文献 66
第4章 太阳能平板热水器冻结性能与防冻 67
4.1 平板热水器冻结模型 67
4.1.1 集热器夜晚降温冻结情况下的能量平衡方程 67
4.1.2 模型的求解方法 71
4.2 平板热水器冻结实验与分析 72
4.2.1 实验装置与实验过程 72
4.2.2 实验结果分析 74
4.2.3 影响平板集热器抗冻性能的因素分析 79
4.3 平板热水器防冻 83
4.3.1 隔热装置稳态传热模型及求解方法 83
4.3.2 模拟结果与分析 86
参考文献 88
第5章 带有相变储能的太阳能平板热水器性能研究 89
5.1 带有相变储能的太阳能平板热水器的构造 90
5.1.1 相变储能集热器的结构及设计参数 90
5.1.2 相变储能集热器工作原理 92
5.2 有相变储能的太阳能平板热水器的数理模型 92
5.2.1 相变储能太阳能平板热水器白天运行情况下各部分的能量平衡方程 93
5.2.2 相变储能太阳能平板热水器夜间降温情况下各部分的能量平衡方程 96
5.2.3 模型求解方法 96
5.3 相变储能对平板热水器热性能及冻结性能的影响 97
5.3.1 相变储能集热器和传统集热器的全天运行性能对比 98
5.3.2 PCM材料相变温度对集热器性能的影响 100
5.3.3 PCM材料相变潜热对集热器性能的影响 102
5.3.4 PCM相变板与吸热板之间的热阻对集热器性能的影响 103
5.3.5 PCM相变板厚度的影响 105
参考文献 106
第6章 大尺度平板热水器 108
6.1 大尺度平板热水器的构造 108
6.2 大尺度平板热水器的性能分析 110
6.2.1 大尺度平板热水器的数理模型 111
6.2.2 大尺度集热器与传统集热器阵列的比较 114
6.2.3 大尺度集热器结构参数研究 116
6.3 大尺度平板热水器的实验研究 121
6.3.1 实验装置 121
6.3.2 稳态测试结果 122
6.3.3 非稳态测试结果 123
参考文献 124
第7章 主动式太阳能平板空气集热器 125
7.1 主动式平板空气集热器的基本结构与原理 125
7.2 主动式平板空气集热器的数理模型 127
7.2.1 单流道空气集热器的理论模型 127
7.2.2 双流道式平板空气集热器的理论模型 131
7.2.3 模型中一些辅助参数的计算 133
7.2.4 空气集热器理论模型的求解及性能评价 136
7.3 主动式平板空气集热器的实验与分析 138
7.3.1 平板型空气集热器的实验测试系统 138
7.3.2 实验结果分析 140
7.4 平板空气集热器的性能优化分析 143
7.4.1 双流道集热器性能的数值分析 143
7.4.2 流道高度对不同结构的空气集热器的性能影响 148
参考文献 153
第8章 可逆转百叶型集热墙技术 154
8.1 可逆转百叶型集热墙集热的基本结构与原理 154
8.2 可逆转百叶型集热墙集热的数理模型 155
8.2.1 外玻璃盖板的能量平衡 156
8.2.2 百叶的能量平衡 156
8.2.3 空气夹层中的能量平衡 158
8.2.4 内墙的传热 158
8.2.5 房间内的能量平衡 159
8.2.6 房间热舒适性(PMV)的计算 160
8.3 可逆转百叶型集热墙系统实验平台 162
8.4 模型验证与分析 166
8.4.1 数值计算流程 166
8.4.2 数学模型的验证 168
8.4.3 计算结果讨论与分析 171
8.4.4 小结 176
8.5 实验研究与分析 176
8.5.1 叶片角度对可逆转百叶型集热墙系统热性能的影响 176
8.5.2 风机对可逆转百叶型集热墙热性能的影响 179
8.5.3 冬夏季运行工况的能耗实验研究 181
8.5.4 小结 184
参考文献 184
第9章 平板被动式空气集热与太阳能炕采暖系统相结合 186
9.1 系统的构成 186
9.2 系统的数学模型 191
9.2.1 被动空气集热系统 191
9.2.2 太阳能炕系统 192
9.2.3 围护结构和室内空气 193
9.3 复合采暖系统的实测与模型验证 194
9.3.1 测试方案 194
9.3.2 设备的运行效果和测试结果 196
9.3.3 模拟结果与实验结果对比 202
9.4 复合采暖系统在青海地区的实际应用 206
参考文献 209
第10章 太阳能双效集热系统 210
10.1 太阳能双效集热系统的基本结构与原理 210
10.2 太阳能双效集热系统的实验与分析 213
10.2.1 双效集热系统的实验系统简介 213
10.2.2 被动集热水工作模式下的实验研究 214
10.2.3 被动采暖工作模式下的实验研究 218
10.3 太阳能双效集热系统的理论模型及研究 220
10.3.1 集热水工作模式下的热平衡方程 220
10.3.2 采暖工作模式下的热平衡方程 222
10.3.3 建筑耦合的计算 223
10.3.4 模型求解及验证 225
10.3.5 被动式双效集热系统在集热水模式下对空调负荷的影响 230
10.4 太阳能双效集热系统在示范建筑上的应用 233
10.4.1 示范建筑的太阳能采暖 234
10.4.2 太阳能双效集热系统制热水 240
参考文献 243
第11章 太阳能平板集热-直接膨胀式热泵 244
11.1 太阳能平板集热-直接膨胀式热泵的基本原理与测试方法 244
11.1.1 工作原理和系统构建 244
11.1.2 焓差实验室及测量仪器 244
11.1.3 性能分析及误差分析 247
11.2 太阳能平板集热-直接膨胀式热泵的数理模型与分析 248
11.2.1 数理模型 248
11.2.2 数理模型的实验验证 255
11.2.3 太阳能平板集热-直接膨胀式热泵系统的结霜特征理论预测 257
11.2.4 太阳能平板集热-直接膨胀式热泵系统的参数分析 258
11.3 太阳能平板集热-直接膨胀式热泵结霜研究 264
11.3.1 太阳能平板集热-直接膨胀式热泵结霜条件 264
11.3.2 太阳能平板集热-直接膨胀式热泵结霜过程 265
参考文献 268
第12章 太阳能平板集热系统-间接膨胀多功能热泵 269
12.1 太阳能平板集热系统-间接膨胀多功能热泵系统 269
12.1.1 太阳能平板集热系统-间接膨胀多功能热泵系统结构及工作原理 269
12.1.2 太阳能平板集热系统-间接膨胀多功能热泵系统性能评价 271
12.2 太阳能平板集热系统-间接膨胀多功能热泵系统的实验研究 274
12.2.1 制冷模式性能分析 275
12.2.2 空气源制热模式性能分析 275
12.2.3 空气源制热水模式性能分析 275
12.2.4 太阳能制热水模式性能分析 276
12.2.5 太阳能制热模式性能分析 279
12.3 太阳能平板集热系统-间接膨胀多功能热泵系统的理论研究 282
12.3.1 理论模型及求解 282
12.3.2 在不同运行条件下的性能分析 294
12.3.3 全年性能分析 299
12.4 本章小结 302
参考文献 303
第13章 太阳能平板集热系统-光伏直驱式热水系统 305
13.1 太阳能平板集热系统-光伏直驱式热水系统 305
13.1.1 太阳能平板集热系统-光伏直驱式热水系统原理和结构 305
13.1.2 系统性能评价参数 307
13.2 太阳能平板集热系统-光伏直驱式热水系统的实验对比研究 308
13.2.1 对比测试实验平台 308
13.2.2 光伏模块设计 310
13.2.3 实验测试内容 311
13.2.4 实验结果与分析 312
13.2.5 对比实验结果小结 321
13.3 太阳能平板集热系统-光伏直驱动式热水系统的模拟研究 321
13.3.1 不同光伏模块设计的输出特性 322
13.3.2 光伏模块设计对系统循环流量曲线的影响 323
13.3.3 循环流量曲线对系统性能的影响 326
13.3.4 不同光伏模块设计方案的比较 329
13.3.5 有无循环控制器的系统热性能的比较 329
13.3.6 光伏模块与直流泵连接方式的对比与选择 331
13.3.7 模拟研究结果小结 332
13.4 太阳能平板集热系统-光伏直驱式系统的设计方法与性能对比 333
参考文献 337
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