太陽能空氣集熱模塊冬季熱性能的仿真與優(yōu)化.pdf

1、太陽能作為一種清潔且資源豐富的新型能源日漸被關(guān)注并越來越多的被應(yīng)用到各個領(lǐng)域。如：采暖，空調(diào)，干燥等。而在對建筑的采暖方面來看，以風機驅(qū)動工作的狹縫型多孔板集熱器，并實現(xiàn)了與建筑的一體化的太陽能空氣集熱模塊以其簡易但高效的特點具有著非常廣闊的發(fā)展空間。 本文所研究的太陽能空氣集熱模塊主要包括集熱構(gòu)件，送風系統(tǒng)和框架三部分。其集熱構(gòu)件采用鋁制百葉卷簾，其集熱面噴涂深色無光漆用以在采暖季集熱，背面涂白色可以在夏季翻轉(zhuǎn)過來防止過熱。本

2、研究主要采用數(shù)值仿真的手段，利用商用CFD軟件FLUENT針對太陽能集熱模塊的冬季集熱過程進行模擬。太陽能集熱模塊工作時涉及的傳熱過程主要包括透光蓋板的吸熱及與周圍環(huán)境的熱交換，集熱百葉的吸熱，邊框和背板的熱損，集熱百葉與空氣間層內(nèi)空氣的對流熱交換。本研究采用簡化的模型，將前三部分換熱過程以理論分析的方法求解并作為邊界條件輸入到集熱模塊的計算模型中，重點模擬分析了最復雜的集熱模塊的內(nèi)部換熱過程。針對集熱模塊風道面積與集熱器面積相差較大，

3、內(nèi)部百葉結(jié)構(gòu)復雜的特點，建立了集熱模塊的三維穩(wěn)態(tài)模型并以多孔介質(zhì)區(qū)域代替百葉結(jié)構(gòu)來進行模型的簡化。通過改變集熱模塊模型參數(shù)的方法，本文從熱轉(zhuǎn)移因子和熱損失系數(shù)兩個角度來分析了集熱模塊性能的優(yōu)劣，從而得到優(yōu)化的幾何參數(shù)與運行參數(shù)。研究發(fā)現(xiàn)；(1)只要集熱模塊內(nèi)空氣的質(zhì)量流率保持不變，集熱模塊的熱性能就基本不變，所以在選擇風口形狀時可以簡單根據(jù)室內(nèi)送風速度要求選取。(2)加寬間層有助于提高集熱模塊熱性能。但間層厚度過大時熱性能提升的程度與集