模塊化無蓋板太陽能空氣集熱器研究.pdf

1、太陽能空氣集熱器是一種新型的太陽能采暖設備，直接加熱新風，減少熱量損失，同時還能保證室內空氣品質。但是，目前太陽能空氣集熱器技術尚未完全成熟，還有很大的開發(fā)潛力，研究開發(fā)高級熱性能、低成本、布置靈活的太陽能集熱器，是該技術推廣應用的關鍵問題。本文研究的是從加工工藝、涂層和集熱器結構三個方面出發(fā)，希望設計出價格低廉且具有適當集熱性能的無蓋板太陽能空氣集熱器。
　　首先，本文通過材料性能和成本兩方面對涂層以及各種結構材料進行對比挑選，

2、確定集熱器各部分結構的材料，并利用所選材料合理設計集熱板的結構。為了產(chǎn)品在各種環(huán)境下運輸方便和布置靈活，集熱器的框架結構采用模塊化設計，將傳統(tǒng)平板集熱器劃分為四個小單元標準模塊。在設計框架結構的過程中，利用ANSYS軟件對框架結構進行實時受力分析，在各種增強結構穩(wěn)定性的方式中，最終選擇添加加強筋和橫梁的形式，使其正面抗風強度達到8級及以上。鑒于使用環(huán)境的不同，文中也給出了各種板厚的集熱器在保證正常工作狀態(tài)下相對應的抗風等級。
　　

3、其次，為驗證設計的合理性及為后期優(yōu)化設計提供數(shù)據(jù)支撐，在寧南縣搭建了實驗平臺。共設置8組對比試驗，對比項目包括孔間距、孔大小和集熱板表面涂層等。利用以上實驗數(shù)據(jù)擬合出了一個計算集熱板板溫的公式，并利用該公式和FLUENT軟件相結合，提出了一套更接近實際的模擬計算方法，大大縮減了模擬計算的時間。
　　最后，通過總結出的穩(wěn)態(tài)模擬仿真辦法，確定統(tǒng)一條件，對集熱板的結構進行優(yōu)化設計，使太陽能空氣集熱器的價格和集熱效率都能同時達到相對較優(yōu)。