基于CFD的太陽能分層加熱儲熱水箱優(yōu)化研究.pdf

1、太陽能熱水系統(tǒng)節(jié)能、安全、環(huán)保，是應用最廣泛的清潔能源熱水系統(tǒng)之一，作為儲熱裝置的儲熱水箱設計對太陽能熱水系統(tǒng)的工作效率有很大的影響。目前市場上的電輔助太陽能熱水系統(tǒng)經常會有加熱過多的水，而造成能源浪費的現象。為了解決這一問題，本文基于計算流體力學(CFD)模擬優(yōu)化一種太陽能分層加熱儲熱水箱，期望達到按照需要熱水量進行加熱的目的。
　　本文采用計算流體力學技術對儲熱水箱內的流場進行計算模擬。在模擬過程中，用GAMBIT以及Ansy

2、sICEM軟件對計算區(qū)域生成計算網格，選擇層流模型對其進行非穩(wěn)態(tài)數值模擬分析。影響儲熱水箱分層加熱的主要有四個因素:從加熱水箱導入到儲熱水箱的熱水的溫度（T），熱水導管的直徑(D)和高度（H），電加熱器的功率(P)。根據模擬結果，搭建試驗平臺，驗證計算模擬的正確性。對水箱內流場進行正交模擬分析，并定義了熱量輸入利用率η來判斷儲熱水箱的分層加熱效果的優(yōu)劣。通過結果分析得到以下結論:
　　1、新型儲熱水箱能夠實現分層加熱，按需水量進行

3、加熱的目的。
　　2、通過二維模擬，可知新型分層加熱儲熱水箱中的熱水導管的高度是影響儲熱水箱分層加熱的關鍵因素。對于高1600mm，直徑360mm的水箱，最佳的導管高度為1200mm;熱水從加熱水箱流到儲熱水箱的速度應≥0.012m/s，否則儲熱水箱內容易出現冷熱水混亂嚴重的現象;16組模擬中，當T=333K，D=32mm，H=1200mm，P=2kW時，儲熱水箱內溫度分層明顯，熱量輸入利用率叩最高。
　　3、將試驗結果與模