91精品人妻互换日韩精品久久影视|又粗又大的网站激情文学制服91|亚州A∨无码片中文字慕鲁丝片区|jizz中国无码91麻豆精品福利|午夜成人AA婷婷五月天精品|素人AV在线国产高清不卡片|尤物精品视频影院91日韩|亚洲精品18国产精品闷骚

    作者：張毅

   本文針對(duì)PVT圍護(hù)結(jié)構(gòu)建立了準(zhǔn)三維傳熱數(shù)學(xué)模型，研究該模型對(duì)PVT圍護(hù)結(jié)構(gòu)光熱效率、熱損失及圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱量的影響，對(duì)太陽(yáng)能光伏光熱建筑一體化的系統(tǒng)設(shè)計(jì)及圍護(hù)結(jié)構(gòu)負(fù)荷計(jì)算具有重要意義。

1.1物理模型

    水冷型PVT圍護(hù)結(jié)構(gòu)由玻璃蓋板、PV集成組件、吸熱板及建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)構(gòu)成。換熱管管內(nèi)流體通過(guò)聯(lián)箱管分配，且換熱管之間為同程連接，相鄰兩根換熱管間距為W，換熱管外徑為D0，內(nèi)徑為Di，PV集成組件由單晶硅電池( 125mmx125mm)通過(guò)串聯(lián)和并聯(lián)組成，其電池參數(shù)如表1所示。上層玻璃蓋板貼附在光伏電池上，光伏組件與吸熱板之間用導(dǎo)熱性能良好的膠粘貼。水冷型PVT圍護(hù)結(jié)構(gòu)寬為1.25m，長(zhǎng)為1.8m，其結(jié)構(gòu)示意圖見(jiàn)圖2所示，結(jié)構(gòu)及物性參數(shù)見(jiàn)表2。

1,2二維穩(wěn)態(tài)傳熱數(shù)學(xué)模型

    針對(duì)PV集成組件和吸熱板建立二維傳熱數(shù)學(xué)模型。為簡(jiǎn)化模型，作如下假設(shè)：

    1)傳熱為穩(wěn)定狀態(tài)；

    2)聯(lián)箱管的傳熱忽略不計(jì)；

    3)忽略自然對(duì)流對(duì)換熱管管內(nèi)流體流動(dòng)的影響，且管內(nèi)流體質(zhì)量流量已知；

    4)忽略玻璃蓋板和建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)沿流體流動(dòng)方向（y方向）及橫向（x方向）的傳熱PV組件二維傳熱方程

1.3 -維穩(wěn)態(tài)傳熱數(shù)學(xué)模型

    基于圖2(b)所示的能量平衡[9]，吸熱板和玻璃蓋板的平均溫度能被分別表示為

圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱量

2模型驗(yàn)證

    針對(duì)二維傳熱模型，采用控制容積對(duì)其進(jìn)行離散，方程離散后的代數(shù)方程采用三對(duì)角陣算法( TDMA)進(jìn)行求解。PVT電池組件和吸熱板采用非均勻網(wǎng)格進(jìn)行網(wǎng)格劃分，在換熱管處，網(wǎng)格較密，見(jiàn)圖3所示。為了確認(rèn)二維傳熱模型及開(kāi)發(fā)程序的正確性，將開(kāi)發(fā)程序應(yīng)用于文獻(xiàn)[11]中的順流問(wèn)題。其計(jì)算參數(shù)為：換熱流體進(jìn)口溫度正，=16℃，太陽(yáng)輻照度G=700W/m2，空氣溫度Ta=21.5℃，熱損失系數(shù)=9W/(m.0C)，換熱管直徑為0.014m，換熱管間距為0.1875m，吸熱板面積為3rn2，換熱管根數(shù)為16根，換熱管內(nèi)的流體質(zhì)量流量按文獻(xiàn)[11]的計(jì)算值給出。圖4給出了每根換熱管熱效率，從圖中可以看出，通過(guò)二維傳熱模型計(jì)算的換熱管熱效率略高于參考計(jì)算值，其最大絕對(duì)誤差為3%;二維傳熱模型平均熱效率比參考計(jì)算平均熱效率大1.5%，這主要是由于在二維傳熱模型中忽略了聯(lián)箱管的傳熱，因此熱效率略有偏大。圖4的結(jié)果表明，本文開(kāi)發(fā)的PVT圍護(hù)結(jié)構(gòu)二維傳熱計(jì)算模型及程序是正確的，可以用于吸熱板及電池組件溫度分布的求解。

3  計(jì)算結(jié)果分析

    本文研究對(duì)象的吸熱體面積為2.25rn2，換熱管根數(shù)為10根，且均勻布置，冷卻水質(zhì)量流量為0.015kg/(s -m2)，換熱流體分配到各根換熱管質(zhì)量流量通過(guò)Fluent模擬計(jì)算獲得，見(jiàn)圖5。從圖6可以看出，水冷型PVT圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱損失、墻體得熱量、冷卻水得熱量和電池片發(fā)電量皆隨著太陽(yáng)輻射照度的增大而增加；一維傳熱模型的冷卻水得熱量、墻體得熱量和電池片發(fā)電量皆大于二維傳熱模型，冷卻水得熱量相對(duì)偏差最大值為2.8%，電池片發(fā)電量相對(duì)偏差最大值為10.4%，墻體得熱量相偏差隨太陽(yáng)輻照度的增大而增大，偏差最大值為56.6%；一維傳熱模型的熱損失小于二維傳熱模型的結(jié)果，熱損失相對(duì)偏差最大值為28%。其主要原因是隨著太陽(yáng)輻照度的增大，一維模型吸熱板的平均溫度大于二維模型吸熱板的溫度且小于二維模型電池片的平均溫度，見(jiàn)圖7所示，且隨太陽(yáng)輻射照度的增大，吸熱板溫度之間的相對(duì)偏差增大，因此，采用一維傳熱模型時(shí)，墻體的得熱量計(jì)算結(jié)果偏大，這與實(shí)際情況是不相符的，結(jié)果表明，采用簡(jiǎn)化的一維傳熱模型分析PVT圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱特性將產(chǎn)生較大的誤差。

    從圖8可以看出，水冷型PVT圍護(hù)結(jié)構(gòu)的冷卻水得熱量和電池片發(fā)電量皆隨著流體進(jìn)口溫度的升高而減小，熱損失和墻體得熱量皆隨著流體進(jìn)口溫度的升高而增大；一維傳熱模型的冷卻水得熱量、墻體得熱量和電池片發(fā)電量皆大于二維傳熱模型的計(jì)算結(jié)果。冷卻水得熱量相對(duì)偏差隨換熱流體入口溫度升高而增大，其最大值達(dá)到10.8%；墻體得熱量相對(duì)偏差隨換熱流體入口溫度的升高而減少，其最大值為146%，最小值為3.5%；電池片發(fā)電量相對(duì)偏差最大值為12.5%。同太陽(yáng)輻照度增大一樣，一維傳熱模型的熱損失小于二維傳熱模型的結(jié)果，但熱損失相對(duì)偏差最大值為25%。其主要原因是隨著換熱管流體進(jìn)口溫度的增加，一維模型吸熱板的平均溫度皆大于二維模型吸熱板平均溫度，其差值逐漸減�。灰痪S模型吸熱板的平均溫度皆小于二維模型電池片的平均溫度，其差值逐漸增大，如圖9所示。

4  結(jié)論

本文針對(duì)PVT圍護(hù)結(jié)構(gòu)分別建立了一維傳熱模型和二維傳熱模型，分析了數(shù)學(xué)模型對(duì)水冷型PVT圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱性能的影響，與一維傳熱模型計(jì)算結(jié)果相比，二維傳熱模型具有較高的計(jì)算精度。盡管一維傳熱模型將電池與吸熱板之間的熱阻對(duì)效率因子進(jìn)行了修正，但仍假設(shè)電池與吸熱板的溫度是一致的，同時(shí)忽略了換熱流體流動(dòng)方向的導(dǎo)熱，導(dǎo)致一維傳熱模型吸熱板溫度偏高，但對(duì)于電池組件溫度來(lái)講，溫度偏低，因此其對(duì)墻體傳熱量及熱損失影響較大，其結(jié)果表明，對(duì)于PVT圍護(hù)結(jié)構(gòu)，需針對(duì)PVT組件各層，如吸熱板、電池片等分別建立二維傳熱模型，獲得吸熱板和電池片的溫度分布，對(duì)提高PVT圍護(hù)結(jié)構(gòu)的墻體傳熱量、熱損失、冷卻水得熱量等物理量的計(jì)算精度具有重要作用。  

5摘  要：

本文針對(duì)PVT圍護(hù)結(jié)構(gòu)分別建立了一維傳熱模型和二維傳熱模型，分析了數(shù)學(xué)模型對(duì)水冷型PVT圍護(hù) 結(jié)構(gòu)熱性能的影響，結(jié)果表明：一維傳熱模型增大了冷卻水得熱量、墻體得熱量和電池片發(fā)電量，減小了熱損失，與一維傳熱模型的結(jié)果相比，二維傳熱模型由于考慮了吸熱板和電池片在流體流動(dòng)方向的導(dǎo)熱，可以獲得吸熱板和電池片的溫度分布，計(jì)算結(jié)果具有較高的精度，對(duì)PVT圍護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)具有重要指導(dǎo)作用。