双风道回风式太阳能空气集热器的数值模拟

提出一种带半圆形吸热板的双风道回风式太阳能集热器,上层风道是由PC盖板与半圆形吸热板组成的空间,室外空气进入上层风道后,在上层的10个独立小风道中流动;下层风道是由半圆形吸热板和隔热层组成的空间。PC盖板为半透明介质,太阳辐射热量主要由吸热板吸收后,通过对流换热将热量传递给上、下层风道内的空气。上层风道内的空气通过与吸热板进行对流换热以及吸收太阳辐射热量获得热量,其中与吸热板的对流换热占主导。半圆形吸热板增加了空气的扰流,使换热更加充分。对该集热器建立物理模型,利用Fluent软件进行数值模拟。结果表明,对上下层风道进风速度相同工况:太阳能空气集热器的出风温度与进风速度有关,进风速度越大,出风温度越低。当进风速度为0. 5～2. 0 m/s,上层风道的进风温度设定为273 K,下层风道的进风温度设定为291 K时,上层风道的最高出风温度可达374. 47 K,下层风道的最高出风温度可达343. 38 K。上下层风道进风速度相同时,进风速度由0. 5m/s增大到2.0m/s时,集热器的瞬时集热效率随之增大,但增大的幅度逐渐降低。对上下层风道不同进风速度工况:当下层风道的进风速度不变时,上层风道的进风速度越大,集热器的瞬时集热效率越高。当上层风道的进风速度一定时,集热器的瞬时集热效率随着下层风道进风速度的增大先增大后减小。当上层风道的进风速度为2. 0m/s,下层风道的进风速度为1. 0 m/s时,集热效率最高,达63. 08%。当上层风道的进风速度为0. 5 m/s,下层风道的进风速度为2. 0 m/s时,集热效率最低,为41. 87%。     

交叉波形吸热板—底板太阳能空气集热器热力学分析

本文在与相似结构的平板型空气集热器作对比模型的基础上，给出了交叉波形吸热板－底板太阳能空气集热器系统的热物理模型并进行了分析，对交叉波形流道的几何特性及换热经验公式进行了讨论。     

高性能平板太阳能集热器集热性能优化研究

为了提高平板太阳能集热器的集热性能,通过增大透明盖板和吸热板之间的间距、在透明盖板上镀增透膜、激光焊接、采用聚氨酯板、铝箔反光面朝向吸热板等措施,对平板集热器进行优化。通过试验测试了平板太阳能集热器的归一化温差与瞬时效率曲线,优化后的平板集热器相较普通平板集热器的瞬时截距效率提高了15.1%,热损系数减少了20.3%。     

半圆形波纹吸热板太阳能空气集热器数值模拟

以采用半圆形波纹吸热板的平板型太阳能空气集热器(以下简称集热器)作为研究对象,在风道进口空气温度为276 K、外界空气温度为273 K条件下,采用Fluent软件,模拟分析半圆形波纹吸热板的半圆半径(变化范围为5～30 mm)、风道进口空气流速(变化范围为1. 0～3. 0m/s)对风道内空气温度分布(包括风道出口空气温度)、集热器集热效率、空气压力损失的影响。集热器由半圆形波纹吸热板平均分为上下风道(分设空气进出口)。总体上,上下风道内空气温度均沿着流动方向逐渐升高,下风道的空气温度高于上风道。风道进口空气流速为2. 0 m/s时,随着半圆半径的增大,上下风道空气出口温度均呈增大趋势,集热效率也随之增大,说明增大半圆半径对增强空气扰动的效果明显。半圆半径为30 mm时,随着风道进口空气流速的增大,上下风道出口温度均呈下降趋势,集热效率与空气压力损失均呈增大趋势。在选取风道进口空气流速时,除考虑集热效率外,空气压力损失也是需要考虑的因素,这关系到送风机的耗电与集热器的承压能力。     

L型翅片式太阳能平板双效集热器集热性能数值模拟研究

为提高太阳能双效集热器的集热效率,本文对传统平板式太阳能双效集热器和L型翅片式集热器进行数值模拟,对比分析空气集热模式和空气-水复合集热模式的传热特性,并研究空气和水的流量以及翅片高度对L型翅片式双效集热器瞬时集热效率的影响。结果表明:当空气质量流量为0. 016kg/s,水质量流量为0. 018 kg/s时,L型翅片式双效集热器集热效率比传统平板式集热效率提高了9%;集热器中水瞬时集热效率和空气的瞬时集热效率存在相互制约的关系,但随着空气质量流量或者水质量流量的增加,集热器瞬时效率均有所提高;增加翅片高度可以有效的提高集热器的集热效率。     

冲缝吸热板渗透型太阳能空气集热器性能研究

介绍了冲缝吸热板渗透型太阳能空气集热器的结构,建立了传热数学模型。采用Matlab程序对传热数学模型进行求解,模拟研究了结构参数、运行参数对集热器热性能的影响。集热器出口空气温度的实测结果与模拟结果的平均偏差为0.99K,证明传热数学模型准确可靠。集热量随吸热板外表面发射率增大而降低,随集热器出口空气流量、太阳辐射强度的增大而升高,随环境温度的增大先降低后升高。集热器出口空气温度随吸热板外表面发射率、集热器出口空气流量的增大而降低,随太阳辐射强度、环境温度的增大而升高。     

平板型太阳能空气集热器的应用分析

本文通过对平板型太阳能空气集热器的理论分析,介绍不同的空气流道厚度、空气流速对空气集热器的散热损失及瞬时效率的影响,为优化设计太阳能空气集热器提供一定的设计依据。     

平板太阳能集热器空气夹层内自然对流换热的数值模拟

本文采用数值模拟技术研究了平板太阳能集热器空气夹层内的自然对流换热,并对影响夹层内自然对流换热的因素进行了分析。结果表明:集热器内自然对流换热热损失随夹层间距的变化而改变,为降低自然对流换热热损失,最佳的空气夹层间距应为3 cm;夹层间距一定时,吸热板温度越高,对流换热系数越大,自然对流换热作用越强;集热器水平放置时,自然对流换热作用最强,热损失最大,当放置角度超过30°后,自然对流换热热损失基本不变。     

太阳能热泵集热器的优化分析

对太阳能热泵集热器的优化分析进行了研究。通过试验的方法得出,太阳能空气集热器的吸热体具有与工质流动方向垂直的横向波纹,具有更高的效率。进出口接口为3组时,更有利于发挥集热器的效率。     

两种新型太阳能空气集热器热性能研究

研究两种采用冲缝吸热板的渗透式太阳能空气集热器,对Ⅱ型集热器建立传热数学模型,模拟结果与实测结果吻合较好,验证数学模型可以作为理论研究的基础。分别模拟研究结构参数、运行参数对两种集热器热性能的影响。当集热器空腔内空气来源于室外环境时,两种集热器的集热效率均随太阳辐射照度的增大而增加,均随室外风速和环境温度的增大而减小;Ⅰ型集热器的集热效率随太阳辐射照度、室外风速和环境温度的变化率高于Ⅱ型集热器;当玻璃盖板透过率大于0.69时,Π型集热器的集热效率高于Ⅰ型集热器。