扰流板型太阳能平板空气集热器数值模拟分析

为提高太阳能平板空气集热器效率,设计了扰流板型太阳能平板空气集热器,通过Fluent数值模拟,分析扰流板高度、间距对太阳能平板空气集热器性能的影响,得出最佳扰流板结构参数。结果表明:在所有研究的扰流板型太阳能平板空气集热器中,扰流板间距为800mm,高度为150mm时,集热器综合性能最佳,该集热器相比普通太阳能平板空气集热器,其效率明显提高,并通过最小二乘法得出其瞬时效率公式。

大庆市平板式太阳能空气集热器的应用研究

平板型太阳能空气集热器是太阳能集热器中一种最基本的类别，其结构简单、运行可靠、成本适宜，还具有承压能力强、吸热面积大等特点，是太阳能与建筑结合的最佳选择之一。为了促进大庆市新农村建设，针对大庆市的地理位置和气候条件，制作出两个模型，并对两个模型进行数据采集，研究发现有选择性涂层的集热器比未涂有选择性涂层的集热器出口温度提高了5-7℃。利用Fluent软件进行三维数值模拟，将模拟所得结果与实际测的数据进行对比，对比结果基本吻合。研究结果表明，大庆市可在冬季合理选择使用平板式太阳能空气集热器，使农民住宅或温室大棚达到冬季保温的目的。

纵向V型波纹板平板空气集热器的热性能实验研究

本文旨在从安装倾角对纵向V型波纹板平板太阳能空气集热器热性能影响出发,用实验的方法,通过对得到的实验数据进行分析和拟合,探求一个适合于昆明地区纵向V型波纹板平板太阳能空气集热器最佳安装倾角的范围和流道内温度场的分布情况。通过实验和理论分析,得出结论:安装倾角为条件下,纵向V型波纹板平板太阳能空气集热器的瞬时效率最优;在稳态条件下,流道内温度随离进口的垂直距离的增加,温度增速先快后慢。

空气湿度对平板空气集热器效率的影响

对不同相对湿度下的湿空气密度、定压比热容、动力粘度和导热系数等热物性参数进行了计算。在给定的平板空气集热器模型下计算得出,工作介质为相对湿度50%的湿空气比工作介质为干空气的集热器效率高12.4%。文章研究分析了太阳辐射量、空气通道高度、入口空气流速及温度对平板空气集热器顶部损失系数和效率的影响,研究结果显示,它们对介质为干空气及介质为湿空气的集热器影响趋势一致。

太阳能平板空气集热器性能研究

在实验条件下,研究了各种因素对太阳能平板集热器集热效率的影响。研究表明,工况3的效率显著高于工况1以及工况2的效率;在实验条件下,集热效率的提高呈现先急后缓的趋势,当接近某一数值时,效率提高变缓。

太阳能平板空气集热器长宽比的数值模拟研究

太阳能平板空气集热器的长宽比是影响集热效率的重要因素,研究集热器的长宽比可减少集热器的能源浪费,为提高集热器的集热效率提供理论依据。文章围绕太阳能的热利用以及太阳能平板式空气集热器的集热效率问题,基于长宽比不同的平板空气集热器,建立数学传热模型,并且采用Fluent软件分别对其出口温度以及集热效率进行模拟计算,对不同长宽比集热效率进行研究。结果表明:当流道截面风速恒定为0.24 m/s,集热器出口温度随着长宽比增加而上升,最高、最低温度分别为316.36、282.07 K;截面风速恒定时,集热效率随着长宽比增加而下降,最高、最低效率分别为47.65%、31.98%;集热器的得热量差随着集热器长宽比的增加呈现先上升后下降的趋势,最大、最小得热量差分别为47.9、28.24 W;太阳能平板空气集热器的最佳长宽比为3。

紫花苜蓿太阳能干燥系统空气集热器结构研究

紫花苜蓿是我国牧区主要的牧草,利用太阳能低温干燥将紫花苜蓿变成干草或草粉是理想的保存方式,能够有效地保留紫花苜蓿的营养成分。针对太阳能空气集热器供热条件和方式,设计了垂直于气流方向的蛇形—"S"形通道和沿气流方向的半椭圆弧形—"?"形通道两种平板型太阳能空气集热器,并对其构件的选择、工作原理、集热器内部分流腔体的结构形式、保温材料、集热面积以及路径长度进行了相应的研究。

太阳能空气集热建筑模块冬季热性能优化实验研究

以建筑集成的太阳能空气集热建筑模块为研究对象,利用与实际住宅等大的实验平台,针对不同的集热板形式和空气流动方式对集热建筑模块热性能的影响进行了实验研究。重点讨论了开孔平板型、开孔孔径大小以及设置空气间层分隔板等对改善集热建筑模块热性能的影响。实验结果表明,开孔平板型较实心平板型的热性能得到明显的改善,孔径优化后(孔径为5mm、孔间距为15mm)的热效率可提高30%以上;另外,设置空气间层分隔板相对于小孔径(d=5mm)而言,采用大孔径(d=10mm)时出风口升温效果更明显。

太阳能辅助热源密集烤房集热器最佳上下通道空间比的实验研究

太阳能辅助热源密集烤房是在普通密集烤房屋顶加装平板型空气集热器,平板型空气集热器的热损主要是由于集热板温度高于玻璃盖板温度而产生的自然对流热损失引起的。玻璃盖板与吸热板的间距对自然对流影响很大,为了使热损降到最低,使集热器效率最高,选取7座不同的烤房使它们的上下通道空间比(玻璃盖板与吸热板的间距和吸热板与集热器底板间距的比值)分别为1∶4、3∶7、2∶3、1∶1、3∶2、7∶3和4∶1,并进行集热器热性能对比实验。结果表明,当上下通道空间比为1∶1时集热器效率最高,一个烤烟周期用煤量最少。

多孔盖板型太阳能平板空气集热器热性能模拟

建立多孔盖板型太阳能平板空气集热器的数值计算模型,利用已有实验数据验证模型的准确性。基于该数值模型研究单位面积系统风量、太阳辐射照度和集热层吸收率对集热器热性能的影响。结果表明,多孔盖板型太阳能平板空气集热器的热性能较普通平板集热器有明显改善。系统风量增大,集热效率相应地增大,而空气通过集热器的压力降也会迅速增大,从而造成系统风机耗电量增加,所以应综合考虑系统的热性能和风机耗电量,合理选择系统风量。空气温升随太阳辐射照度增大而升高,并且接近线性增长,集热效率随着辐射照度增大呈缓慢下降趋势。集热效率随着集热层吸收率增大而显著增大,且接近线性增长。

空气源热泵-太阳能组合系统在寒冷地区运行特性的模拟研究

对郑州某办公楼的空气源热泵供暖系统进行了供暖性能实验,分析了室外气温和供暖负荷率对机组运行效果的影响,结果表明,寒冷地区冬季采用空气源热泵进行供暖具有技术可行性但并不经济。基于实验数据,对空气源热泵-太阳能组合系统进行了模拟研究,分析了不同供暖面积下,冷凝温度、蒸发温度、集热器面积及供水温度等对热泵供暖运行性能的影响,提出较为合理的匹配及运行方式。

平板太阳能空气集热器的数值模拟研究

为评估4种不同类型平板太阳能空气集热器的热性能,本文建立了平板空气集热器的二维稳态CFD模型,对集热器内部空气的流动及热量的传递过程进行数值模拟,并获得了集热器热性能曲线。模拟结果表明,在标准流量下,双流道型(c型)平板空气集热器最大热效率达79.44%,热损系数为5.80,热效率高于其他3种类型的空气集热器,热性能最优。随着空气流量的增加,b型平板太阳能空气集热器由于具有较好的保温特性而表现出更优的集热性能。

地道风与相变平板空气集热器复合系统的实验研究

为提高冬季地道风出口温度以满足建筑供热要求,现有研究中开发了地道风和太阳能平板空气集热器复合系统。针对该系统因太阳辐射间歇性和不稳定性导致出口风温不够稳定,易出现过热且集热器工作时间仅限于日间的问题,本文提出在集热器中耦合相变材料以构成地道风和相变平板空气集热器复合系统。为评估该系统热性能,本文通过实验测试分析了系统出口风温、集热器工作时间和相变材料温度的变化特性,并与传统系统进行了比较。实验结果显示该系统可在近4. 5 h内将出口风温维持在33~35. 8℃,并将最大出口风温降低8℃,集热器夜间工作时间延长近5. 5 h。此外,常用矩形封装结构易导致相变材料无法完全融化,从而显著降低其利用率,而针对此的一种可能解决方法是采用楔形封装结构代替矩形封装结构。上述结果表明本文所开发系统可有效抑制太阳辐射波动对系统出口风温的影响,避免出口空气过热并延长集热器工作时间。在未来实际应用中应根据建筑负荷和系统运行时间选择合适的相变材料容积,以进一步延长系统出口风温稳定时间和运行时间。

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1.0~3.0 m/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。