空冷型PV/T集热器通道结构优化分析

发布时间：2021-08-08 07:35

　　文章利用CFD技术对空冷型PV/T集热器进行数值模拟,并根据模拟结果分析了渐扩、渐缩通道和空气质量流量对该集热器综合效率的影响。文章基于上述分析结果对原有的渐扩、渐缩通道的几何尺寸进行改变,并在原有边界条件的基础上进行数值模拟。模拟结果表明:增大渐扩通道进口与出口的面积比m,可以有效地提高该集热器的综合效率;当m发生变化时,空气质量流量对该集热器综合效率的影响有显著差异。 

【文章来源】：可再生能源. 2020,38(12)北大核心

【文章页数】：7 页

【部分图文】：

空冷型PV/T集热器的结构图

空冷型PV/T集热器各部分相关参数的示意图如图2所示。图中：G为太阳辐射强度，W/m2;ha为玻璃盖板与空冷型PV/T集热器周围环境之间的对流换热系数，W/（m2·K);he,g为玻璃盖板与空冷型PV/T集热器周围天空之间的辐射换热系数[5],W/（m2·K);Rp,pv为吸热板与光伏板之间的热阻，（K·m2）/W;hg,pv为玻璃盖板与光伏板之间的复合传热系数，W/（m2·K);Epv为光伏板的发电功率，W/m2;hb,f为背面保温层与流道空气之间的对流换热系数，W/（m2·K);hp,f为吸热板与流道空气之间的对流换热系数，W/（m2·K);hp,b为吸热板与背面保温层之间的辐射换热系数[5],W/（m2·K);ub为保温层对外界环境的传热系数[5],W/（m2·K）。为简化分析，本文作出如下假设：(1)空冷型PV/T集热器在稳态条件下工作；(2)空冷型PV/T集热器的物理参数为常数，空气为理想气体；(3)粘附层和光伏电池的温度相等，并忽略了粘附层的热容量。

本文采用六面体结构化网格进行模型网格划分，空冷型PV/T集热器网格示意图如图3所示。模拟过程中，设定太阳辐射强度G为787W/m2，空气入口温度取空冷型PV/T集热器周围环境温度Ta为283 K，空气质量流量Q为0.039kg/s，该模型倾斜角为35°、朝向正南。吸热板温度取沿空气流向均匀分布在吸热板背面中轴线上的3个温度测点的平均温度。空冷型PV/T集热器出口温度取出口横向均匀分布的3个温度测点的平均温度。当网格数量不同时，空冷型PV/T集热器综合效率随网格节点数量变化趋势如图4所示。

【参考文献】：
期刊论文
[1]不同结构PV/T系统的热电性能研究[J]. 郑庆琳,白路,梁宗存.  可再生能源. 2015(11)
[2]太阳能PV/T系统电热输出性能及其Matlab仿真研究[J]. 郭嘉,闫素英,田瑞,姜鑫,王胜捷,史志国.  可再生能源. 2014(07)
[3]太阳能光伏/热（PV/T）技术的研究进展[J]. 董丹,秦红,刘重裕,靳晓钒.  化工进展. 2013(05)

博士论文
[1]多功能太阳能光伏光热集热器的理论和实验研究[D]. 郭超.中国科学技术大学 2015



本文编号：3329522