太陽能加熱空氣系統(tǒng)熱性能的研究.pdf

1、本研究提出一種采用折型帶孔集熱板作為集熱部件的新型太陽能加熱空氣系統(tǒng)，并對該系統(tǒng)的熱性能進(jìn)行研究，運(yùn)用實(shí)驗(yàn)測試和Fluent數(shù)值仿真兩種方法進(jìn)行觀察分析。從實(shí)驗(yàn)到理論，循序漸進(jìn)地分析了太陽輻射強(qiáng)度、系統(tǒng)出口風(fēng)速分別對系統(tǒng)的集熱效率和出口空氣溫度的影響；集熱板板型、系統(tǒng)進(jìn)口位置、上部空氣通道間距對集熱板溫度場的影響；并評價(jià)了既采用的保溫措施對折型帶孔集熱板太陽能加熱空氣系統(tǒng)的保溫效果以及系統(tǒng)在夏季對建筑的遮陽、空調(diào)房間的通風(fēng)效果。

2、　　 經(jīng)過一個(gè)過渡季全新風(fēng)工況下的實(shí)驗(yàn)測試和后期的數(shù)值仿真模擬，對大量數(shù)據(jù)進(jìn)行整理歸類和分析討論，主要得出如下的結(jié)論：(1)折型帶孔集熱板相對于直板型集熱板更能強(qiáng)化集熱板和空氣之間的換熱。(2)太陽輻射強(qiáng)度對系統(tǒng)集熱效率的影響不是同步進(jìn)行，存在滯后現(xiàn)象，即太陽輻射強(qiáng)度最高值出現(xiàn)時(shí)間滯后于系統(tǒng)效率最高值出現(xiàn)時(shí)間；但太陽輻射強(qiáng)度是系統(tǒng)出口空氣溫度的決定性因素，兩者有一致的變化規(guī)律。(3)系統(tǒng)出口風(fēng)速越大，系統(tǒng)集熱效率越高，但系統(tǒng)出口空氣溫

3、度相對較低，為了保持系統(tǒng)的高效運(yùn)行，系統(tǒng)出口風(fēng)速存在一個(gè)最佳區(qū)間；引入▽(單位面積單位輻射強(qiáng)度下空氣流經(jīng)系統(tǒng)后溫度籌值)作為考察系統(tǒng)出口風(fēng)速對出口處空氣溫度的影響，▽存在一個(gè)合理的區(qū)間。(4)集熱系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)對集熱板溫度場有著較人的影響，集熱板采J}J不一致的開孔尺寸(靠近系統(tǒng)進(jìn)口上部開孔大，下部開孔小)比集熱板采用一致的開孔尺寸更能均勻集熱板的溫度場；采用中間進(jìn)風(fēng)的形式比采用邊側(cè)進(jìn)風(fēng)的形式更能改善集熱板橫向溫度場的不均勻性，但并沒有改變

4、局部過熱的問題；通過增大集熱箱體內(nèi)上部空氣通道的間距可以改善整個(gè)集熱板的熱不均勻性，且集熱板各部分之間不會出現(xiàn)過大的溫差。(5)實(shí)驗(yàn)中系統(tǒng)采用的保溫措施(內(nèi)附20mm厚塑料泡沫)造成系統(tǒng)對外的熱損失較大，導(dǎo)致系統(tǒng)內(nèi)下部空氣溫度場自上而下差異比較大，采用20mm厚聚苯乙烯做外保溫可改善系統(tǒng)的保溫性能。(6)夏季系統(tǒng)通過對建筑物的遮陽作用或者采用與建筑一體化的措施后，相對于直接被太剛照射的建筑表面，建筑表面溫度可實(shí)現(xiàn)較大幅度的降溫；同時(shí)系統(tǒng)