新型太阳能集热墙的传热性能研究

发布时间：2020-06-05 06:53

【摘要】：太阳能集热墙是太阳能收集和蓄积的关键技术,是实现太阳能——建筑一体化的重要组成部分,同时也是世界各国学者普遍研究和关注的课题。因此,太阳能集热墙的研究有着非常重要的意义。 本文对太阳能集热墙系统的传热基础理论进行了阐述,设计了新型结构的太阳能集热墙,建立了新型太阳能集热墙的数学物理模型,并对相关参数进行了确定；对新型太阳能集热墙的空气间层进行了数值模拟,分析了通风口尺寸、集热墙高度及通风口高度处是否有百叶对集热墙空气间层空气温度和空气流速的影响；针对北方冬季和南方冬季的气候条件,对新型太阳能集热墙体的传热性能进行模拟分析,并针对北方夏季的气候条件,对太阳能集热墙体的夏季通风性能进行模拟分析。给出集热墙体温度场、空气间层速度场及出风口空气温度和流速的分布图,分析了温度场和速度场的分布规律；对新型太阳能集热墙冬季采暖的日变化情况进行了模拟,给出一天中不同时刻集热墙体的温度场和空气间层速度场的分布图,并给出百叶集热板和出风口平均温度及出风口空气平均流速的变化规律；对新型太阳能集热墙系统采暖房间的温度场进行了模拟,给出室内温度场的分布规律,并对室内温度日变化情况进行了分析,给出室内平均温度的变化规律；用对比分析的方法验证了新型太阳能集热墙的可行性和优越性。
【图文】：

本文所介绍的新型太阳能集热墙由单层高透型LO私E玻璃(IOmm)、百叶形的太阳能集热板、空气间层、聚苯板(50mm)和实体墙(北方37cm，南方24cm)构成，如图2.1所示。本文选用的玻璃为高透型LOW-E玻璃，其特性如下:(1)较高的可见光透射率:采光自然，效果通透;(2)较高的太阳能透过率:透过玻璃的太阳热辐射多;(3)极高的中远红外线反射率:优良的隔热性能，较低V值(传热系数)。低辐射玻璃对近红外辐射(波长0.8一知m)的反射率一般在20一75%之间，对可见光的透射率较高，一般为80%一90%。白天，它能大量接收太阳的近红外线和可见光进入室内，把光能转化为热能保持在室内，有利于室内温度的升高。低辐射玻璃对远红外线强烈反射，反射率能达90%。晚上，室内温度高于室外温度，室内的物体、墙体发射远红外线，碰到窗上的低辐射玻璃时

(5)忽略玻璃幕墙的厚度。根据热力学第一定律，在任何瞬时，进入到系统的能量的总和减去离开系统的能量的总和必须等于系统中储能的变化。如图2.2所示为太阳能集热墙采暖房计算模型示意图:尸~-一~-~--一一一--一一~--一~.--一~--一~-一~~一~一~--一~一~-一一一一一~~~-~~一一............一..……、l一...........……r一，-一~一一一~~，吼，，BCq//// qsT尺，刀Rq二qs::\.l.l口!.lq:_)」，;，.I.扭协I.户qwJ::闷片一一)二.卜二I巨二.I.奋.!.l二.I.Iq尺q月:，:
【学位授予单位】：东北石油大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：TK513

【引证文献】

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1 张蕾;新型透明绝热太阳能集热墙体冬季传热性能的研究[D];东北石油大学;2012年

本文编号：2697680