為尋求適應(yīng)烏魯木齊地區(qū)太陽能資源實際情況的最優(yōu)蓄熱水箱結(jié)構(gòu)并確定不同時段的最佳運行工況,該研究對25種不同工況下太陽能蓄熱水箱內(nèi)的流動與傳熱過程進(jìn)行數(shù)值分析。結(jié)果表明:球頂結(jié)構(gòu)的水箱熱分層效果最好,平頂結(jié)構(gòu)的水箱熱分層效果最差。在11:30、13:00、15:00、16:20和18:00,冷水入口流速0.42、0.42、0.1、0.18和0.26 m/s時,球頂結(jié)構(gòu)的蓄熱水箱無量綱?值最小,分別為0.879、0.873、0.879、0.881和0.874,水箱的熱分層效果最好。以蓄熱水箱的瞬時換熱效率作為評價指標(biāo),對考察的5個時刻,球頂結(jié)構(gòu)的水箱的瞬時換熱效率均在冷水入口流速0.1 m/s時達(dá)到最大值,蓄熱效率最高。如果只采用蓄熱水箱供暖,水箱的冷水入口流速下限值為0.26 m/s;對于冷水入口流速低于0.26 m/s的工況,可采用水箱并聯(lián)或者水箱與電加熱鍋爐聯(lián)合運行模式。研究結(jié)果可為不同氣候條件下太陽能熱水利用系統(tǒng)的優(yōu)化運行提供參考。

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