渗透型太阳能空气集热器数值模拟研究.pdf

渗透型太阳能空气集热器数值模拟研究 王崇杰管振忠 薛一冰王德林 山东建筑大学建筑城规学院 摘要 本文将CFD模拟引入太阳能空气集热器设计研究领域，对渗透型太阳能空气集热器 (UTC)的工作特性进行了模拟分析，并与传统空气集热器进行了比较．通过模拟，说明了UTC 在新风预热领域中无可比拟的优势，显示了CFD工具在空气集热器研究领域中的优势． 关键词 太阳能空气集热器渗透型UTCCFD模拟 ． SimulationOil SolarAirCollector StudyUnglazedTranspired onthe Abstract：Onthebaseofthe takeOilanumelicalsimulation tlIeoretical study analysis，we collectorand collector glazedpanelcollector,unglazeduntranspircd unglazedtranspiredbyusing CFD the andcollection ofthecoUcctorunder outlet software．Investigatetemperature efficiency condition．The differentair distance．and underthesamesizeand gap makeacomparativeanalysis resultshowsthatUTChasmuchmore inthe air CFD advantagesapplication缸％ofpreheating，and isalsoa usefultoolinthef记ldofsolaraircollectorrescarch· very air Keywords：Solar collector；,transpired；UTC；CFD；Simulation； 一、渗透型太阳能空气集热器概述 目前，在太阳能利用的诸多形式中，最成熟、最经济、与建筑能耗关系最紧密的利用形 式就是太阳能热利用。太阳能空气集热器作为太阳能热利用的主要设备之一，以空气作为载 热介质，具有工作温度范围广、系统密封要求低、启动速度快、成本低廉、维护方便等优点， 因此可广泛应用于建筑采暖、新风预热、农业干燥等领域。特别是其非常低廉的成本，使之 可以在农村等经济欠发达地区大量使用，因此成为目前最适合在建筑中大范围使用的太阳能 热利用形式之一． 经过100多年的发展，太阳能空气集热器已形成了多种多样的类型，按吸热板构造类型。 可以分为渗透型和非渗透型两大类． 非渗透型集热器是目前使用最多的集热器类型，其工作原理为：阳光照射到一块气体不能 透过的吸热板上，空气沿吸热板上面或背面流过，与吸热板换热后空气被加热．其特点是结 构简单，但传热性能较差．在这种集热器内，热转换过程是在吸热板表面进行的．一部分不 豺 能被吸收的辐射能又被反射回去，且由于载热气流与吸热板的换热系数很低．吸热板温度高， 辐射热损大．为了加强换热，多采取加肋、用波纹板等措施。集热器集热效率可以得到一定 的增强． f 渗透型空气集热器是近十年来根据边界层换热理论发展而来的一种新型集热器，其吸热 体一般由多孔板或网层组成。这种集热器可大大增加