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新型折流板式双风道空气集热器数值模拟

2018-08-03王亮满意

山东建筑大学学报 2018年4期

王亮,满意,2,*

(1.山东建筑大学热能工程学院,山东济南250101;2.可再生能源建筑利用技术教育部重点实验室,山东 济南250101)

0 引言

太阳能空气集热器不仅可以在冬天加热室外空气,为室内进行送风供暖,还可以在夏天遮挡部分外墙墙壁,降低墙体吸收的太阳辐射[1]。空气集热器可与冬季供暖系统结合起来,以空气为介质,对于系统无腐蚀、结垢和承压等要求,如有泄露也不致影响整个供暖系统的使用[2]。

众多学者针对集热器的高效热利用进行了大量的研究,通过改变吸热板的形状、流道进出口以及采用穿孔型吸热板等,提高集热器的集热效率[3-5];利用加入扰流板增强空气与吸热板之间的扰流,增强空气的换热能力以提高集热器的热利用率[6-9];通过加入双层玻璃、将传统平板式改进为热管式、板管式,提高集热器的瞬时集热效率[10-12];将单层流道改变为双层流道、蛇形双流道,可以增加空气流量、改善空气旋涡,提高空气集热器的热利用效率[13-14]。

文章将折流板、双层风道结合起来,并将双风道改变为4风道(上、下层各有2个风道),上层流道通入新风,下层流道流入回风。改变进出口的流量,不仅可以实现不同的出口温度,还可以做到有效节约能源。通过计算建立的数值传热模型的结果,分析了不同流量的空气在相同的进口温度条件下对集热器集热效率的影响,比较出最佳工况的选择。

1 新型折流板式双风道空气集热器模型构建

1.1 模型尺寸

如图1所示,新型集热器共分4个进口与4个出口,上层进、出口的尺寸均为100 mm×20 mm,下层进、出口的尺寸均为100 mm×10 mm。……

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