太阳能烟囱内部气流换热特性的数值模拟

太阳能烟囱是一种利用热压强化自然通风的有效方法。采用FLUENT模拟软件对不同高度的太阳能烟囱进行了数值模拟,分析了烟囱内部空气的温度场、速度场以及局部对流换热系数的变化情况,结果表明在集热墙与玻璃盖板的近壁面处,边界层内温度梯度与速度梯度较大。局部对流换热系数在烟囱进风口上端一定范围内的数值波动较大,并随着竖直高度的增加而逐渐降低,直至流动状态发生变化后随着竖直高度的增加而升高。     

特朗贝墙体冬季集热性能的计算及预测

特朗贝墙体的集热性能对特朗贝墙式被动式太阳能建筑的热性能具有重要影响。本文借助计算程序采用一维热网络模型对特朗贝墙体的集热性能进行了分析计算,计算中考虑了被绝大多数同类研究忽略的空气间层内玻璃盖板侧的自然对流换热,以及玻璃盖板与吸热面的辐射换热。在被动式太阳能建筑中用实测值对被动式太阳房的热性能进行了验证;并基于此计算方法,对特朗贝墙式被动式太阳能建筑的热性能进行了讨论。     

严寒地区太阳能通风墙的热性能试验研究

以太阳能通风墙为研究对象,利用已建成的1∶1实体模型,针对不同构造的集热板、集热罩和热传输方式对太阳能通风墙热性能的影响进行了试验研究。试验结果表明,集热墙与地下蓄热式通风口同时开启的工况下,白天室内平均温度提高了7.6℃,夜间提高了1.8℃,且温度下降速率缓慢,有效地抑制了室温的波动;单框双玻塑钢集热罩腔体内温度白天的峰值为62.3℃,在20:00室外温度为6.1℃的情况下仍能达到16.5℃左右,比Ⅰ型高1.8℃,阻止了腔体热量损失的减少,提高了建筑的热稳定性;蓝膜集热板白天的集热效率比普通集热板高3%左右,夜间的保温性能更是比其高出了一倍。     

CFD流体模型在双层换气幕墙传热分析中的应用

应用CFD计算流体动力学方法对双层换气幕墙的传热特性进行了全面的分析。在对双层换气幕墙的传热过程、传热方式进行了详细的阐述后,运用CFD紊流newk-ε模型对双层换气幕墙热通道的温度场、速度场、压力场进行了模拟计算,最终得出热通道空气层的对流换热系数和双层换气幕墙的整体传热系数。该对流换热系数作为双层换气幕墙传热分析的一个关键参数,对考察双层幕墙热工性能、经济性能有着重要作用。     

整体式太阳热水器结构改进研究进展

介绍了整体式太阳热水器(ICSSWH)结构改进研究进展.通过结构改进,强化热分层,降低对流热损失,提高聚光比和集热率;通过材料选择,改善内部传热,提高吸收率,降低辐射热损失.整体式太阳热水器(ICSSWH)在农村地区具备一定竞争优势.     

基于营造及评价非均匀热环境目标的人体对流换热系数研究

为了精确评价非均匀热环境下人体热舒适性以营造低碳健康建筑环境，需要了解各方向气流下人体局部对流换热系数。本文基于实测实验及CFD模拟，对水平及竖直方向气流对人体局部对流换热系数的影响进行了研究，得到了人体各部位对流换热系数的计算模型，分析了各方向气流对人体对流换热系数的影响机制。结果显示：水平气流工况下的人体整体对流换热系数大于竖直气流工况；位于肢体末端的手部、小臂、脚部的对流换热系数较大；处于人体中心部位的腰腹部和背部的对流换热系数较小，且受不同方向气流影响较小。     

太阳能多孔集热墙内传热与流动特性分析

分析了太阳能多孔集热墙内传热与流动过程，在局部非热力学平衡的条件下，采用双方程多孔介质模型对其进行数值模拟。获得了空气流速，多孔材料的当量导热系数，多孔介质骨架与气体间的对流换热系数以及多孔层厚度变化时的温度分布，分析这些因素对太阳能多孔集热墙性能的影响。结果表明，提高多孔材料的当量导热系数，多孔介质骨架与气体间的对流换热系数和增大多孔层的厚度对提高集热器的性能是有利的。降低空气速度可以提高空气的温升幅度，但是总的吸热量将会降低。     

集热墙式附加阳光间的冬季对流供热特性研究

将被动式太阳能建筑中的普通特朗伯集热墙系统的空气间层深度增大,形成附加阳光间。本文利用Design Builder软件的CFD模块对比分析了大空腔附加阳光间和小空腔空气间层的对流特性,并据此计算分析其冬季利用太阳能采暖供热量。结果表明:(1)附加阳光间的进深达到1.2 m可使出风口速度相对于空气间层0.1 m的集热墙提高12%,室内空间中心点温度提高约1.0℃,对流供热量提高30%以上;(2) 1.2 m进深附加阳光间情况下,集热墙大风口组合相比小风口组合对出风口速度和对流供热量影响不大,但室内空间中心点温度略有降低。     

低流速陶瓷换热板流阻特性研究

陶瓷换热板得以在太阳能集热系统中应用,其内部流通结构的阻力特性关系此类集热系统的运行参数和设备配置。就陶瓷换热板内流动阻力的形成,说明理论分析中存在的不确定因素,借鉴"黑盒子"测试的原理,以陶瓷换热板总流动阻力作为分析参量,进行流体实验,研究陶瓷换热板在低流速、变工况下的流阻特性规律,导出其在大规模集热系统优化配置中的应用。     

平板通道层流对流传热强化的场协同和耗散分析

为研究内肋平板通道的强化传热机理,本文建立了三种不同形状的内肋几何模型,采用CFD技术对以水为流体的平板通道内的强化传热性能进行数值模拟,基于场协同原理对其速度与温度梯度的协同效果和速度与压降梯度的协同效果进行分析和比较,并且基于耗散理论对其强化传热进行优化分析,通过分析强化传热综合性能评价因子获得层流条件下强化传热情况最好的内肋平板通道模型,为平板通道工程应用的节能优化设计和科学研究提供参考依据。     

两种手段提升太阳能新风热利用效率的研究

严寒地区居住建筑面临较为严重的冬季新风不足问题,太阳能新风系统是改善室内空气品质的一种重要手段。研究目的:了解空气流道厚度降低和使用双层玻璃盖板对于提升基础型太阳能新风集热器效率的实际效果。方法:通过搭建太阳能新风集热器实验平台,自制单层、双层玻璃盖板太阳能新风集热器,对比研究空气流道厚度(10mm和30mm)以及不同玻璃盖板层数对集热器效率的影响,并对不同工况下的出口温度和逐时效率进行监测和分析。结果表明:改小集热器空气流道厚度之后平均集热效率上升了10.8%,使用双层玻璃盖板之后平均集热效率上升了7.5%。双层玻璃盖板在低温下能够进一步发挥保温优势,减少了玻璃盖板表面的热损失。结论:减小空气流道厚度,采用双层玻璃盖板具有明显的实际效果,太阳能新风系统具有很好的推广应用潜力。     

太阳墙式空气集热器的供暖试验研究

介绍了一种用于普通建筑物供暖的太阳墙式空气集热器。对集热器在竖直放置时,自然对流和强迫对流方式下的集热效率进行了试验测试,强迫对流方式下的平均集热效率为60.6%。采用风机强迫对流为普通建筑物供暖,可基本满足冬季室内温度的要求。     

不同建筑遮阳方式遮阳效果的实验研究

为对外中内三种遮阳方式的不同遮阳效果进行研究,搭建测量遮阳设施遮阳效果的实验台,分别对三种遮阳方式的太阳得热系数（SHGC）进行试验研究。通过对实验时间段内的太阳入射角和垂直面太阳辐射强度的理论计算,得出三种遮阳方式遮阳效果可比的时间段。结果证明不同遮阳方式相同百叶片放置角度的太阳得热系数,外遮阳最小,中间遮阳居中,内遮阳最大。同种遮阳方式不同百叶片放置角度的太阳得热系数随百叶片与水平面的夹角增大而变小。     

太阳能平板集热器关键参数对其热性能的影响

为了提升太阳能在建筑能源供给体系中的比重,形式多样的太阳能集热设备及其系统在建筑领域得到了广泛应用。基于机理分析法,建立了具有单层玻璃盖板的管板式太阳能平板集热器的稳态传热模型。并且针对集热管间距、集热管内径、工质入口温度和工质质量流量等关键参数对集热器集热效率的影响特性进行了数值模拟与分析。结果表明,建立的该稳态传热模型是可行的;此外,在其余参数值保持不变的情况下,减小集热管间距或增加集热管内径均可使集热器瞬时效率增大;增大工质入口温度会导致集热器瞬时效率下降;而增大工质质量流量会提升集热器瞬时效率。这些结论对于太阳能平板集热器在太阳能建筑一体化的实际应用中,具有一定的参考作用。     

Thermal solar water heater with H2O-Al2O3 nano-fluid in forced convection: experimental investigation

This paper describes laboratory experiments with a thermal solar water heater consisting of a flat-plate solar collector and helical coil heat exchanger using Al₂O₃ nano-particles dispersed in water as a working. The experiments were carried out for various nano-particle concentrations, from 0% to 3% (by volume), through forced convection cooling. The experiments were carried out under the climatic conditions of Tanta University, Egypt. The laboratory work has been carried out in actual thermal environment in August 2013. The experiments have an emphasis on the main parameters with impact on the water production temperature. These parameters include the solar radiation, the feed water mass flow rate and the nano-particle volume fraction. The main conclusion is that considerable improvement in the daily solar collector efficiency is obtained with increasing the nano-particle concentration up to 11% for concentration 3% with; this increase in efficiency is bounded by ±10% uncertainty. The outlet water temperature is increased with increasing of nano-particle concentration by 5.46% for concentration 2%. The helical heat exchanger effectiveness is increased by 4.25% for a concentration of 1% with ±13% uncertainty. The helical heat exchanger effectiveness and solar collector efficiency are increased with decreasing the working fluid mass flow rate.     

槽式太阳能集热器聚光面能流分布及传热特性

本文运用蒙特卡罗光线追踪法模拟了LS-2型槽式太阳能集热系统的聚光特性,并以此为边界条件,进一步研究传热工质为THERMINOL55合成导热油时该集热器内管壁和管内流体的温度分布特性和传热特性。结果表明,管壁和管内流体温度分布十分不均匀。并考察了不同导热油以及导热油的流速对传热效率的影响工质流速对管壁温度分布影响较大,当太阳直射辐照为1000 W/m^2,导热油入口温度为160℃,流速为0.05 m/s时,吸热管圆周方向最大温差为235℃左右,当流速增加到0.05 m/s时,最大温差减小到142℃左右。     

Experimental study and simulation of a solar dryer for spearmint leaves (Mentha spicata)

An indirect forced convection solar dryer consisting of an air flat plate collector and a drying cabin was designed and fabricated to investigate its performance under the climate of Algiers. Drying experiments have been performed for spearmint leaves at different air flow rates in order to determine the drying velocity, the characteristic drying curve, the effective diffusion coefficient and the activation energy. A mathematical model based on thermal and mass balances over the component of the solar collector and the cabinet dryer was developed. Simulations are carried out for meteorological data of Algiers (Algeria). We analyse the effect of air mass flow rate, air temperature, products mass, collector area, air recycling rate on the drying time, the solar fraction and the efficiency of the dryer.     

平板太阳能集热器与墙体不同一体化形式分析

针对平板型太阳能集热器与建筑墙体一体化结构,在贴合式和分离式2种结合方式下,以上海地区典型气象年的典型气象日作为外扰参数,使用状态空间模型对二者的传热特性进行了研究。研究结果表明:2种形式的一体化结构的集热器以及单一集热器的出口温度和有效得热量相互差别均很小。三者出口温度最大差值为0.15℃。夏季时,分离式和贴合式一体化结构全天有效得热量分别占单一集热器的99.89%和97.22%,贴合式一体化结构集热器出口温度和有效得热量都比分离式低。而冬季则相反,且该比例为99.26%和106.65%。夏季时,分离式和贴合式一体化结构通过围护结构的传热量分别占单一墙体的90.83%和40.53%。而在冬季,该比例为96.66%和11.12%。2种一体化结构均能减弱室外气象参数波动对墙体内壁面热流的影响。尤其是贴合式,冬季内壁面热流的波动幅度仅占单一墙体的9.75%。     

太阳能热泵蓄热系统的实验研究

文章介绍了带有相变蓄热水箱的太阳能热泵系统的运行实验。该系统是在原有的太阳能一土壤源热泵的基础上通过增加一个蓄热装置建立起来,包含太阳能集热器、相变蓄热水箱、双热源（太阳能和土壤）热泵以及末端装置（风机盘管）四个主要部分实验在供暖期末期进行,在整个实验阶段,系统供暖满足率为0．6,平均供热COP达到6.5。     

太阳能热泵供热系统性能的试验研究

对太阳能热泵系统的不同运行工况进行了试验研究。分析了蒸发器入口水温、冷凝器入口水温对热泵系统性能的影响。通过研究分析得出:太阳能集热器面积与热泵机组的匹配为影响系统性能的重要参数,应根据用户对热量的需求来选择;蒸发器入口水温可在5℃—20℃之间变化,在20℃时,系统COP最高达到3.6。通过对试验结果的分析,为太阳能热泵系统的设计和运行控制提供了依据。