介绍 |
| 能源是一个重要的需要在各方面,由于增加对能源的需求加上有效的消费,其环境污染直接或间接。防止这成为一个全球性的灾难,这是不可避免的,加强的努力使用可持续能源生产和利用方式和逐步替代化石燃料的可再生能源。在马来西亚太阳能辐射水平高,从1月份的6.6千瓦时/平方米到8月6.0千瓦时/平方米,是理想的几个太阳能应用程序(穆罕默德et al ., 1999)。 |
| 广泛的调查进行了传统的优化设计和修改太阳能空气加热器,为了寻找高效、廉价的设计适合大规模生产不同的实际应用。研究人员给他们的注意力转向设计和操作参数的影响,类型的流传递,玻璃数量和类型的吸收体平坦,波纹翅片,太阳能空气加热器的热性能(Ratna et al ., 1991;Ratna et al ., 1992;Choudhury et al ., 1995;卡里姆和Hawlader, 2004)。Ratna et al。(1991)提出了理论参数分析的波纹太阳能空气加热器没有封面,他们获得了最佳流道深度、最大热收集器成本最低。Ratna et al。(1992)发现,存在一个最佳的质量流率对应一个最佳的流道深度。这个结果已经结束后进行的一项研究在10个不同的太阳能空气加热器的设计。Choudhury et al。(1995)的比例计算年度成本和每年的能源获得了两个——通过太阳能空气加热器与单引号和双吸收器上方覆盖。 |
| 他们得出的结论是,短期er管长度和降低空气质量流率,两个空气通过加热器的性能与单个覆盖是最符合成本效益比其他设计。卡里姆和Hawlader(2004)进行试验研究三种类型的太阳能空气集热器,平板,翅片波纹吸收器。他们报告说,V-corrugated是最有效的收集器和平板收集器是最有效的。尽管如此关注太阳能空气加热器的性能改善,没有发表在气流通道的影响维度上的效率和压降,因此系统的成本效益。Bashria et al .,(2004)和Bashria et al ., (2004 b)提出了一个基于互联网发达的数学模拟预测太阳能空气加热器的热性能不同的设计。本文研究使用在提到开发程序找到不同参数的影响,如质量流率、流道深度和收藏家长度对系统热力性能和压降收藏家,在单引号和双平板收集器通过使用和不使用多孔介质。 |
| 可以看出在许多流体加热的应用程序,是理想的选择同时加热空气和水的流。两用太阳能收集器是一种新型的太阳能转换装置,可用于同时加热水和空气流。系统本质上依赖于一个基本的平板收集器与适当的设计变化来完成这些任务。足够的热量传递和优化的空间是可能的这种类型的集成系统。 |
| 两用太阳能收集器有可能找到应用程序在各种不同的领域,像空气和水加热,加热过程应用等。Assari等提出了基本的理论和实验研究了双重目的太阳能收集器。 |
| 当前工作的重点是性能增强的双重目的太阳能集热器与多孔矩阵集成。修改系统的数值模拟是进行系统的设计改进建议。的帮助下说明性的例子,该系统与现有的两用太阳能集热器的设计。 |
实验装置 |
| 平板集热器包括外部和内部情况是由钢铁组成的。在两者之间的情况下将会有一个绝缘材料由羊毛将保持热量没有消散的外面平板收集器。在内部情况下一个铜板,它是用来吸收热量。上方和下方会有一个气隙铜板以恨的空气。玻璃盘固定在外面的情况,这样它将覆盖整个设置。这个杯子将来自太阳的紫外线穿透到铜盘。 |
| 白天时间来自太阳的热量将落在玻璃板上,这板允许紫外线会在铜板上。这使得铜加热板。铜版自然是一个吸热的好材料。气隙提供铜盘周围的空气流动,因此这个板块将热空气。 |
| 热空气可以直接使用在空气中加热系统不需要外部流体循环。腐蚀问题大大减少。太阳能空气加热器可用于各种工业应用,如作物干燥、吸附剂床再生分离流程和会议建筑热负荷。冰点和沸点也消除问题。 |
| 平板太阳能集热器的主要热损失是通过前盖的两侧和底部收集器可以绝缘。绝缘体可以减少收集器最高热量损失由于其低导热系数;但是它也具有较低的透射率与玻璃。因此,传播的一部分太阳辐射降低太阳能集热器内的空气。 |
太阳能平板集热器维度 |
| 面积= 2000毫米* 1000毫米 |
| 铜吸收器平台厚度= 0.8毫米 |
| 外情况= 2050毫米* 1050毫米 |
| 内部情况= 2000毫米* 1000毫米 |
| a类型玻璃= 2050毫米* 1050毫米 |
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理论分析 |
| 所有类型的空气加热器是由三个板块,即封面、吸收器和后或后板上。上部的气流通道深度覆盖和吸收器之间的板在单流,但它将继续流入下道双吸收器和后板之间流动。较低的管已经挤满了砂作为多孔介质。下面的分析是基于能量平衡在收集器的各种组件模型,以及不同的表面传热系数。做出的假设是: |
| 传热是稳定和一维 |
| 玻璃的温度、吸收器和底部板只有沿着不同方向的空气流动 |
| 没有泄漏的顺畅通道的吸收太阳辐射的封面是被忽视的,因为它影响损失的收集器 |
| 热损失通过收集器的前后是相同的环境温度在某个位置沿流动方向,吸收太阳能加热板温度。 |
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平板集热器的热分析 |
| 平板集热器的3 d建模设计使用固体工作软件。所有的图纸尺寸在毫米和保存在IGES格式和它可以导入到ANSYS进行热分析。 |
| 5.1输入参数: |
| 初始温度= 33°C。 |
| 发射率= 0.92。 |
| 辐射= 968 W / m2。 |
| 5.2平板收集器的3 d视图: |
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5.3使用ANSYS热分析: |
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5.4热分析的结果图: |
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| 实验分析了预测不同的热力性能参数和压降的影响,为顺利板双通太阳能空气加热器使用和不使用多孔介质。 |
| 发现热效率大大基于质量流量增加,增加质量流率也增加压降。双流量比单身更高效的流量和使用的多孔介质提高系统效率和出口温度。从图,多孔介质的效率会比没有多孔介质最大。效率达到77%。此外,效率是最大使用砂相比,多孔介质,而黑石。一般都观察到的效率增加增加空气的质量流量。开展多孔实验的方法对多孔和非多孔介质总是相同的。砂的出口温度获得更有效的比黑色的石头。砂比非多孔介质更有效率。效率提高约80%在相同条件下,当砂作为多孔介质。 |
结论 |
| 实验结果来预测不同的参数对系统热力性能的影响和效率,对平板收集器在双流模式下使用和不使用多孔介质进行。发现增加了质量流量通过空气加热器导致更高的效率。双流是更有效的比单流模式由于增加了两个渠道相比,除热一个流道,和多孔介质的使用提高系统效率和出口温度因此多孔介质的使用增加了传热面积。 |
| 这个增量会导致压降的增加从而增加收集器的抽运功率扩展。热收集器的性能提高了集成多孔基质吸收板的系统。因此,最后得出的结论是,效率将只能通过使用最大砂作为多孔介质。此外,这将是经济相比,非多孔介质太阳能平板集热器。 |
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