文章摘要
马进伟,李葱,方浩,杜涛.太阳能集热器空气/水双循环换热特性模拟研究[J].安徽建筑大学学报,2022,30(1):40-48,54
太阳能集热器空气/水双循环换热特性模拟研究
Simulation Study on Heat Transfer Characteristics of Solar Collector with Air/Water Dual Circulation
  
DOI:
中文关键词: 太阳能  集热器  数值模拟  换热  热效率
英文关键词: solar energy  collector  numerical simulation  heat transfer  thermal efficiency
基金项目:安徽省重点研究与开发项目(202004a07020049);安徽省高校自然科学研究项目(KJ2020JD15);安徽省高校协同创新项目(GXXT-2019-019);安徽省教育厅高校研究生科学研究项目(YJS20210503)
作者单位
马进伟 安徽建筑大学  环境与能源工程学院安徽  合肥  230601 
李葱 安徽建筑大学  环境与能源工程学院安徽  合肥  230601 
方浩 安徽建筑大学  环境与能源工程学院安徽  合肥  230601 
杜涛 安徽建筑大学  环境与能源工程学院安徽  合肥  230601 
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中文摘要:
      太阳能集热器通过吸收太阳辐照能加热水和空气,实现太阳能的光热利用。为进一步探究集热器的 集热性能,利用 CFD 技术对水集热、空气集热、空气 - 水复合集热过程进行数值模拟,研究换热工质在不同 温度、流速条件下的集热特性。辐照度 800 W/m2 的模拟工况显示:水集热模式下,随着水流速度的增加,集 热效率不断升高,流速 0.1 m/s、入口温度 290 K 时热效率最高,可以达到 74.73%;空气集热模式下,流速 1.0 m/s、入口温度 300 K 时集热效率最佳,为 51.74%;复合集热模式下,水集热和空气集热过程存在相互制约的 关系,空气、水流速分别 0.5 m/s 、0.1 m/s,入口温度 300 K 时,综合热效率最高,达到 71.66%。从能量利用 效率角度分析,水集热模式适用于春秋两季,空气集热模式适用于冬季,空气 - 水复合集热模式适用于夏季。
英文摘要:
      The solar collector heats water and air by concentrating radiation from the Sun. To study the collector performance, numerical simulations of solar water,air and air-water composite collector processes were performed with CFD technology to explore the collector characteristics of the heat transfer medium under different temperatures and flow rates. The simulation with an irradiance of 800 W/m2 show that with water heating mode,the heat collection efficiency increases with the increase of water flow rate,and reach the summit of 74. 73% at a flow rate of 0. 1 m/s and an inlet temperature of 290 K;with air heating mode,the hightest collection efficiency of 51. 74% is achieved at a flow rate of 1. 0 m/s and an inlet temperature of 300K;with composite heating mode,the water collector and air collector processes can interact with each other,and the hightest collection efficiency of 71. 66% is achieved when the air and water flow rates are 0. 5 m/s and 0. 1 m/s respectively,and the inlet temperature is 300 K. Considering the energy utilization efficiency, the water heating mode is preferable in spring and autumn;the air heating mode is preferable in winter,and the air-water composite heating mode is preferable in summer.
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