太阳能热水采暖蓄热水箱温度分层分析

《太阳能热水采暖蓄热水箱温度分层分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、第29卷第1期建筑热能通风空调Vol.29No.12010年2月BuildingEnergy&EnvironmentFeb.2010.16~19文章编号：1003-0344（2010）01-016-4太阳能热水采暖蓄热水箱温度分层分析王登甲刘艳峰西安建筑科技大学环境与市政工程学院摘要：文中通过对太阳能采暖蓄热水箱多节点模型分析研究，建立蓄热水箱模型，利用CFD软件对蓄热水箱内温度分层情况分各种工况进行模拟分析，分析结果表明：蓄热水箱进出水管流速越小，水箱内温度分层越明显，给出推荐最佳流速应在0.01～0.05m/s范围内，且可通过在进水管端处设置渐扩装置来保证流速取到最佳流速；蓄热水箱采暖供水

2、管的位置建议至少应在2/3水箱高度以上，具体位置应根据采暖用户供水温度的要求而将管段设置在要求的温度范围对应的水箱高度处。关键词：太阳能采暖蓄热水箱CFD温度分层TemperatureStratificationStudyingofHeatStorageTankWANGDeng-jia,LIUYan-fengSchoolofEnvironmentalandMunicipalEngineering,Xi'anUniversityofArchitectureandTechnologyAbstract:Basedontheanalysisofthenodalmodelofheatstoragetan

3、kforsolarheatingsystem,anodalmodelofheatstoragetankwassimulatedindifferentconditionswiththehelpofCFD.Itisfoundthatthelowerthewatervelocityattheinletofthepipeis,themoreobviouslythelayersare,andtherecommendedvelocityisbetween0.01and0.05m/s,whichcanbeobtainedwithaincreasingcouplingattheentranceofthepip

4、e.Thewatersupplypipeshouldbeinstallednolowerthan2/3timeshighofthetank,andinpracticalproject,thelocationshouldbedecidedaccordingtothesupplywatertemperature.Keywords:solarheating,heatstoragetank,ComputationalFluidDynamics(CFD),temperaturestratification0引言系统效率。[1]1988年彭飞给出了蓄热水箱温度分层的数学模[2]我国大多数采暖地区太阳能资源

5、丰富，而利用太型，2004年张鹤飞给出了蓄热水箱热损失传热方程阳能采暖是一项符合可持续发展战略的技术。要利用式，为蓄热水箱温度分层分析研究提供了理论依据。太阳能采暖，必须克服太阳能周期性和随机性的缺本文拟通过对蓄热水箱多节点模型进行理论分[3]点，而利用蓄热水箱对热量进行蓄调是解决此问题的析，且利用CFD软件对蓄热水箱内温度分层在各种有效途径，由于水箱内竖向温度有差异，导致高温水工况下进行模拟分析，从而得到蓄热水箱进出水管最密度小上升到水箱上部，低温水层在水箱底部，形成佳流速，以及蓄热水箱采暖供水管最佳位置。温度分层。蓄热水箱内温度分层与水箱的结构、进出口水温度、采暖供回水温度以及进出水管流速

6、等因素1理论分析有关。充分利用蓄热水箱温度分层能降低集热器进口温度，提高集热器效率；又能增加可被利用的热水量，1.1蓄热水箱温度分层减少辅助加热量，从而提高太阳能采暖保证率，提高采用集总参数分析法一般认为水箱内水温Ts在收稿日期：2009-6-27作者简介：王登甲（1984~），男，博士研究生；西安市雁塔路13号西安建筑科技大学环境学院（710055）；E-mail:wangdengjia1020@163.com基金项目：国家自然科学基金项目（No.50778144）第29卷第1期王登甲等：太阳能热水采暖蓄热水箱温度分层分析·17·空间上是均匀的，只是时间的函数，事实上由于对流入那一节水箱的函

7、数。假如温度大于第四节水温，而掺混作用，蓄热水箱内水的温度分布既是时间又是空小于第三节，则集热器出水进入第四节；当集热器出水间的函数：温度小于或等于水箱最低层温度，水箱停止运行。Ts=T（sx，y，z，τ）（1）采暖回水进入水箱哪一层，类似的由负荷控制函L由于温度不同水的密度不同，这使得水箱下部温数Fi控制，运行时也只有一种情况为非零函数。度较低，水箱顶部温度较高，在研究时可认为至少在垂直方向上是