预制式太阳能集热板的设计与测试

【摘要】：太阳能是清洁高效的新型能源,它具备分布广泛、就地取材等优点。集热器是太阳能光热利用中应用最广泛的一种集热装置。本文探讨了开发太阳能的优势,并结合我国太阳能资源的分布情况,最终提出利用一种预制式太阳能集热板供暖的模式。应用该预制式集热板的太阳能住宅,可因地制宜,将集热板外挂或与建筑有效集成,安装方便,可广泛应用于各种建筑中,既可以减少建筑能耗,缓解冬季的能源紧张,又可以改善居民生活环境,经济实惠。 本文以一种预制式太阳能空气集热板为主要研究对象,在自然通风的情况下,利用理论分析和FLUENT模拟相结合的方式,模拟了集热板不同流道气流情况,最终优化出预制式集热板的主要结构参数。即对不同尺寸的上下通风口,且分别设置在对角位置和中轴位置进行了温度场及速度场模拟,优化确定出通风口位置设在中轴、上下通风口径均为10cm的结构。总体结构设计参数被选定后,结合集热板运行特点,精心选材,设计确定了其它细部结构。为提高集热板的集热效率,分别选用了墨绿色磁漆和黑色磁漆,并添加一定量的氧化铜,氧化铁及氧化镁作为集热板的吸热涂料。该集热板空气流道整体密闭,可以预制成型。 对预制式集热板样板进行了多组热性能对比测试,结果表明：墨绿色吸热涂料的有网预制式集热板集热效果最优,达到了预计要求。预制式集热板的吸收涂层被按比例添加了氧化铜,氧化铁及氧化镁三种材料,既确保了预制式集热板的集热效果,又增添了实用美观性,制作而成的有网预制式集热板有广阔推广前景。 【关键词】：预制式 数值模拟 空气集热板 热性能测试 集热效率
【学位授予单位】：吉林农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：S214
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-6
• 目录6-8
• 第一章 引言8-11
• 1.1 开发太阳能的优势8-9
• 1.2 利用太阳能供暖的可行性9-10
• 1.3 本课题提出的意义及研究内容10-11
• 第二章 预制式太阳能集热板的结构与特色11-15
• 2.1 太阳能集热器概述11
• 2.2 国内外太阳能集热器技术研究与应用现状11-13
• 2.3 预制式太阳能集热板的结构与特点13-15
• 第三章 集热板流动模拟15-28
• 3.1 FLUENT模拟软件简介15-16
• 3.2 预制式集热板内流场的数值模拟16-18
• 3.3 集热板模拟边界条件设置18-19
• 3.4 集热板模型的网格划分19
• 3.5 集热板上下通风孔在对角位置形式19-23
• 3.6 集热板上下通风孔在中轴位置形式模拟23-26
• 3.7 模拟结果分析26-27
• 3.8 小结27-28
• 第四章 预制式集热板的总体结构设计28-34
• 4.1 透明盖板的设计28-30
• 4.2 吸热板的设计30-32
• 4.3 集热板其它部分的设计32-33
• 4.4 小结33-34
• 第五章 预制式新型高效太阳能空气集热板热性能测试34-54
• 5.1 测试原理34-35
• 5.2 试验条件35-36
• 5.3 测试仪表36-37
• 5.4 试验设计37-40
• 5.5 集热板热损失系数的测定40-42
• 5.6 集热板集热效率的测定42-53
• 5.7 小结53-54
• 第六章 总结54-56
• 参考文献56-60
• 作者简介60-61
• 致谢61

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