基于相变蓄热的太阳能烟囱传热性能研究

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4、生相变的过程中伴有大量能量吸收或释放，将其与太阳能通风系统结合，应用于强化自然通风，可以扩展太阳能通风系统的运行时间，减少建筑物空调系统的运行时间，达到既提高室内舒适度由实现节能的目的。太阳能集热板是太阳能通风的关键技术，本研究将相变蓄热技术应用于太阳能强化自然通风中，利用相变材料蓄热特性，使太阳能的利用时间从白天扩展到夜间，实现太阳能通风系统全天候通风，扩大了太阳能通风系统的使用时限。因此，对太阳能集热板的研究有着非常重要的意义。本研究建立了集热板相变材料蓄热系统的模型，利用计算流体软件Fluent中凝固/熔化模型及DO太阳辐射模型模拟石蜡相变过程。通过搭建集热板测试实验台，

5、分析相变过程集热板内温度场随时间的变化规律，模拟结果与实验结果具有较好的一致性。在考虑液相区自然对流作用下集热板内部相界面的变化规律，分析了温度场、液相率随时间的变化情况基础上，证实了在纯石蜡的熔化过程中必须考虑自然对流的影响。为了强化集热板的传热性能，使用3wt%碳纳米管/石蜡、缩短相变集热体肋间距的方法，通过模拟，分析在考虑液相区自然对流作用下，使用两种优化方法集热板内部相界面的变化规律以及温度场、液相率随时间变化的影响。模拟结果显示，两种方法均对集热板的传热性能有改善作用，能够将集热板内部相变材料的熔化时间分别提前35min和20min。I基于相变蓄热的太阳能烟囱传热性能

6、研究针对优化前后共三种不同的集热板，对其进行通风效果分析，结果显示集热板外壁温较高的复合相变材料太阳能烟囱通风性能更优。三种模型12:00~20:00内的总风量依次为10259.18m³、10450.03m³、10296.42m³，完全可以达到新风要求。关键词：太阳能烟囱；相变蓄热；传热特性；数值模拟II广州大学硕士学位论文StudyonheattransferperformanceofsolarchimneybasedonphasechangethermalstorageMajor:Heating,VentilationandAir-conditioningEngineeri

7、ngName:LiMintingSupervisor:DingYunfeiAbstractNaturalventilationisoneofthemostimportanttechnologiesinimprovingairqualityanddecreasingenergyconsumptionofair-conditionerinmodernenergy-efficientbuildings.Ventilationofthesolarchimneyisakindofnaturalwayo