太陽(yáng)能空氣集熱模塊冬季熱性能的仿真與優(yōu)化.pdf

1、太陽(yáng)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(lái)越多的被應(yīng)用到各個(gè)領(lǐng)域。如：采暖，空調(diào)，干燥等。而在對(duì)建筑的采暖方面來(lái)看，以風(fēng)機(jī)驅(qū)動(dòng)工作的狹縫型多孔板集熱器，并實(shí)現(xiàn)了與建筑的一體化的太陽(yáng)能空氣集熱模塊以其簡(jiǎn)易但高效的特點(diǎn)具有著非常廣闊的發(fā)展空間。 本文所研究的太陽(yáng)能空氣集熱模塊主要包括集熱構(gòu)件，送風(fēng)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(wú)光漆用以在采暖季集熱，背面涂白色可以在夏季翻轉(zhuǎn)過(guò)來(lái)防止過(guò)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(duì)太陽(yáng)能集熱模塊的冬季集熱過(guò)程進(jìn)行模擬。太陽(yáng)能集熱模塊工作時(shí)涉及的傳熱過(guò)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(duì)流熱交換。本研究采用簡(jiǎn)化的模型，將前三部分換熱過(guò)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(jì)算模型中，重點(diǎn)模擬分析了最復(fù)雜的集熱模塊的內(nèi)部換熱過(guò)程。針對(duì)集熱模塊風(fēng)道面積與集熱器面積相差較大，

3、內(nèi)部百葉結(jié)構(gòu)復(fù)雜的特點(diǎn)，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(lái)進(jìn)行模型的簡(jiǎn)化。通過(guò)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(gè)角度來(lái)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(yùn)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(fēng)口形狀時(shí)可以簡(jiǎn)單根據(jù)室內(nèi)送風(fēng)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(guò)大時(shí)熱性能提升的程度與集