相变蓄能抗冻太阳能平板集热器的设计与研究

【摘要】：提出一种具有抗冻功能的相变蓄能太阳能平板集热器。该集热器在吸热板与保温层之间增加了一层相变潜热大、相变温度为277.15~281.15 K的相变蓄能材料。根据该集热器的传热机理,给出计算相变蓄能层设计厚度的公式。采用ANSYS Fluent软件建立该集热器的三维非稳态模型,模拟不同工况下集热器的出口温度及其内部水的最低温度。研究结果表明:在冬季环境温度最低日,相变蓄能抗冻集热器内水的最低温度高于275.15 K,能很好地起到抗冻作用;相变蓄能抗冻集热器与相同结构的普通集热器相比,冬季阴天和晴天代表日的净得热量分别高1.3 MJ/m~2和0.7 MJ/m~2。 【作者单位】： 兰州理工大学材料科学与工程学院;兰州理工大学能源与动力工程学院;
【关键词】： 相变蓄能层 抗冻 数值模拟 太阳能平板集热器
【基金】：国家“十二五”科技支撑计划项目(2011BAJ03B08) 甘肃省科技重大专项(1102GKDA049)~~
【分类号】：TK513.1
【正文快照】： 随着太阳能热利用的快速发展,太阳能集热器作为将太阳能集中转换为热能的部件,其传热过程分析[1-3]和结构优化设计[4-6]得到了广大研究者的重视。在低温工况下,平板集热器常因其内部传热工质水结冰膨胀而损坏。目前常用的防冻方法主要有用循环介质作传热工质的双回路系统、强

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