太阳能集热器空气/水双循环换热特性模拟研究

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/m^(2)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1.0m/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。