太阳墙集热器干燥装置设计及研究

太阳能集热器的设计与性能分析研究太阳能集热器是一种利用太阳能进行水加热和空气加热的设备。

在现代社会中，太阳能集热器得到了广泛的应用，它可以较大程度地减少传统能源的消耗，同时也是一种环保、节能的能源。

本文将对太阳能集热器的设计与性能分析进行研究。

一、太阳能集热器的分类太阳能集热器可以根据工作原理和集热器介质的不同来进行分类。

按照工作原理的分类，太阳能集热器可以分为被动式和主动式两种。

被动式太阳能集热器主要是依靠材料的选择和设计来进行集热，比如说光热板墙和普通瓦楞纸板。

而主动式太阳能集热器则需配合与之相适应的控制系统来实现更好的效果。

此类太阳能集热器在日常使用中比较常见，常见的有平板式太阳能集热器、真空管式太阳能集热器等。

二、太阳能集热器的设计要点1、选择优质的材料在太阳能集热器的设计中，选择材料是非常重要的一个环节。

因为只有选用合适的材料，才能保证集热器的效率和使用寿命。

目前，常用的材料有铝合金、铜、不锈钢，保温材料则有聚苯乙烯泡沫、玻璃棉等。

在材料的选择过程中，需要考虑材料的热传导性、耐腐蚀性等因素。

2、确定适宜的集热器尺寸在太阳能集热器的设计中，尺寸也是非常重要的一个因素。

通过合理的尺寸设计，可以在保证集热效率的同时，也能够保证集热器的实用性。

当然，不同类型的太阳能集热器其尺寸的大小也会不一样。

但总体来说，应根据所需集热的面积大小，以及可行的制造和安装工艺来确定集热器的规格和尺寸。

3、合理设置管路集热器的管路设置也是设计过程中需要考虑的因素之一。

管路布置要合理、通畅、散热小。

另外，在安装的过程中也需要注意管路与集热器的接口是否严密，避免渗漏。

三、太阳能集热器性能分析1、集热器转换率的测量在太阳能集热器的使用中，集热器转换率是一个重要的评价指标。

它可以反映集热器在转化太阳辐射为热能的过程中的效率。

一般我们将集热器转换率定义为：η = (Q1-Q0) / A*I其中，Q1是集热器出口水温，Q0是集热器入口水温，A是集热面积，I是太阳辐射强度。

太阳能干燥用空气集热器设计摘要：我国是一个农业大国，干燥作业是农副产品加工过程中一个必要的环节，而且耗能巨大。

长期以来大多数农副产品仍然采用原始的摊晒方法进行干燥。

这种自然摊晒的方法，干燥周期长，易受虫蚁、苍蝇、烟尘污染和雨水侵袭，影响产品质量或造成霉烂变质。

我国各地太阳能资源丰富，所以设计并且利用太阳能空气集热器为当务之急，它对于提高我国农业生产水平，提高农民的科技应用意识和素质，节省能源和保护环境具有十分深远的意义。

关键词：干燥;太阳能;平板型集热器;有限元分析Solar drying with aircollector designABSTRACT: Our country is a large agricultural nation, dry homework is agricultural and sideline products processing process a necessary link, and energy dissipation great.Long-term since most agricultural and sideline products still using the original amortize method for dry sun. This natural booth sun method, drying cycle is long, vulnerable to bug ant, flies, dust pollution and rainwater to invade, affect product quality or cause mildew metamorphism. Our country solar is rich in resources, so design and use solar energy air collector for preoccupations. To improve the level of agricultural production and improving farmers' technology application consciousness and quality, save energy and protect the environment is very meaningful.KEY WORDS: Dry; Solar; Plate-type collector; Finite element analysis目录1 前言 (1)1.1本次毕业设计课题的目的、意义 (1)1.2 太阳能干燥技术简介 (1)2太阳能空气集热器的预备知识 (2)2.1太阳能知识 (2)2.2太阳能干燥技术及设备的引入 (3)2.3太阳能干燥技术利用现状 (3)2.3.1温室型太阳能干燥器 (4)2.3.2集热器型太阳能干燥器 (5)2.3.3集热器-温室型太阳能干燥器 (5)2.3.4整体式太阳能干燥器 (5)2.3.5聚光型太阳能干燥器 (5)2.4集热器型太阳能干燥系统 (5)2.5太阳能空气集热器与研究 (7)2.6太阳能空气集热器测试标准方法 (9)2.7太阳能干燥的展望 (9)2.7.1综合利用太阳能干燥系统 (9)2.7.2加强混合型太阳能干燥的开发研究和推广工作 (10)2.7.3发展小型多样化的太阳能干燥装置 (10)2.7.4研制出高效率、低成本的空气集热器 (10)2.8ANSYS在工程中的使用 (10)3平板型空气集热器的结构设计 (12)3.1集热器的结构 (12)3.2集热器方向的配置 (13)3.3集热器的倾角的确定[6] (13)3.4集热器材料的选择 (14)3.5空气集热器的结构 (16)3.6我的设计的solidworks装配图及零件图 (18)4空气集热器的集热性能分析 (22)4.1热载体空气的相关参数及集热器的相关数据 (22)4.2ANSYS有限元分析流程图 (22)4.3用有限元的分析软件ANSYS来分析集热性能 (23)4.3.1建模、 (23)4.3.2网格的划分 (25)4.3.3负载及约束 (26)4.3.4分析 (27)5结论 (30)参考文献 (31)致谢 (32)外文文献 (33)1 前言1.1本次毕业设计课题的目的、意义毕业设计是培养学生综合运用本学科的基本理论、专业知识和基本技能，提高分析与解决实际问题的能力，完成工程师的基本训练和初步培养从事科学研究工作的重要环节。

766太阳能热泵干燥装置-平板型空气集热器设计基本结构平板型空气集热器的基本结构如下图（空气流道和集热面可有其他多种型式）。

图中太阳光穿过透光板、静止空气层后到达集热面上变为热能，加热空气流道内流动的空气，进入集热器的冷空气在流过空气流道过程中被加热为热空气排出。

设计方程设计基本方程为（以单位面积为例）：Q S=Q a+Q u+Q d式中，Q S为集热面上得到的太阳能，W/m2；Q a为空气流过流道过程获得的热能，W/m2；Q u为通过静止空气隔热层的热损失，W/m2；Q d为通过保温层的热损失，W/m2。

集热面得到的热能为：Q S=E S C p C a式中，E S为垂直于透光板的太阳总辐射强度，W/m2；C p为透光板的透过率，无因次；C a为集热面的净吸收率，无因次。

空气获得的热能为：Q a=m a C pa(T o-T i)=a fa(T h-T am)式中，m a为空气流量，kg/s；C pa为空气定压比热，J/(kg.℃)；T o为空气出集热器温度，℃；T i为空气进集热器温度，℃；a fa为集热板与流动空气之间的对流换热系数，W/(m2.℃)；T h为集热板平均温度，℃；T am为空气进出集热器的平均温度，℃。

通过静止空气层的热损失：Q u=k a(T h-T0)/H a式中，k a为空气热导率，W/(m.℃)；T h为集热板温度，℃；T0为环境温度，℃；H a为静止空气层厚度，m。

通过保温层的热损失：Q d=k d(T h-T0)/H d式中，k d为保温材料热导率，W/(m.℃)；T h为集热板温度，℃；T0为环境温度，℃；H d为保温层厚度，m。

计算示例设太阳总辐射强度600W/m2，透光板的透过率0.90，集热板的净吸收率0.85；空气进集热器温度20℃，要求出集热器温度60℃，空气定压比热1005J/(kg.℃)，集热板与空气之间的对流换热系数15 W/(m2.℃)；空气热导率0.023 W/(m.℃)，静止空气层厚度0.023m；保温材料热导率；0.04 W/(m.℃)，保温层厚度0.08m；试确定单位面积集热器相匹配的空气流量。

基于太阳能热电联产式多能源干燥装置设计基于太阳能热电联产式多能源干燥装置设计摘要本课题为一种新兴技术装置设计----基于太阳能热电联产式多能源干燥装置。

通过二维软件对整个实验装置进行整体设计，画出整个设计图，分为三大部分。

其中整个设计装置包括多个重要系统，第一是光式热光伏系统，主要作用是载热工质循环将热量传递给水载热循环系统的水循环和产生供给动力部件的电能，为整个装置运作提供动力能源；第二是水载热循环系统，其主要作用是在水循环过程中将热量传给风循环干燥系统的空气循环，达到热量传送效果；第三是风循环干燥系统，其主要作用是通过风的循环为干燥房内的物料进行干燥，达到干燥作用。

热电联产是国际上公认的一种节能技术，在能源的利用上，热电联产有众多的优点，比如能源的节约；对大自然环境的改善，减缓地球温室效应的加速；缓解所在当地电力能源不足的问题，在电压不稳定的地方有很重要的作用；在热能和电能的提供的同时改善居民的生活环境。

所以本实验装置设计为一些乡村电力不足的地方提出太阳能热电联产式多能源干燥装置，本装置可以在一些偏远电压不稳定的地方提供农产品物料干燥生产提供了解决办法。

关键词：分光式热光伏系统；水载热循环系统；风循环干燥系统；热电联产；干燥装置Design of multi energy drying device based on solarenergy cogenerationAbstractThis topic is the design of a new technology device-a multi-energy drying device based on solar cogeneration. Through the combination of consulting data and own ideas, the design method is briefly summarized: the technology involved in this subject design is the combination of solar cogeneration and air energy drying device. The whole design device comprises a plurality of important systems, the first is an optical thermal photovoltaic system, the main function of which is to transfer heat to the water circulation of the water and heat carrying circulation system and generate electric energy for supplying power components to provide power energy for the operation of the whole device; The second is the water-borne heat circulation system, whose main function is to transfer heat to the air circulation of the air circulation drying system in the water circulation process to achieve the heat transfer effect. The third is the air circulation drying system, whose main function is to dry the materials in the drying room through the air circulation to achieve the drying effect. Cogeneration is an internationally recognized energy-saving technology. Cogeneration has many advantages in energy utilization, such as energy conservation. Improving the natural environment and slowing down the acceleration of the global greenhouse effect; Relieving the problem of insufficient power and energy in the local area plays a very important role in places with unstable voltage. Improving the living environment of residents while providing heat and electricity. Therefore, the experimental device is provided with.Key words:Spectrophotometric thermal photovoltaic system: Water-borne heat circulation system; Air circulation drying system；Cogeneration of heat and power; Drying device目录11.绪论 (1)1.1引言 (1)1.2干燥装置发展和未来 (1)1.3太阳能热电联产技术分析 (2)1.4太阳能热电联产干燥装置的缺点 (2)2.干燥技术及干燥原理 (2)2.1市面上常用的干燥方法 (3)2.1.1太阳自然烘干 (3)2.1.2真空烘干（解析烘干） (3)2.1.3红外线烘干 (3)2.1.4微波烘干 (4)2.1.5多联式干燥技术 (4)2.1.6热风加热干燥技术 (4)2.2热电联产干燥装置与其它设备装置的对比 (5)2.2.1热电联产干燥装置的干燥方法 (5)2.2.2热电联产干燥装置与其它装置对比的优势 (5)3.太阳能热电联产多能源干燥装置概述 (6)3.1热电联产原理 (6)3.2整体装置的原理流程 (6)3.3分光式热光伏系统工作流程图 (8)3.4水载热循环系统工作流程图 (9)3.5风循环系干燥统工作流程图 (10)3.6空气源热泵结构与工作流程图 (11)3.6.1工作流程图 (11)3.6.2主要结构部件和工作原理 (12)4.各系统结构的选型和数据计算 (13)4.1太阳能分光式热光伏系统 (13)4.1.1聚光器的选型和相关数据计算 (14)4.1.2能量转换器结构设计 (16)4.1.3太阳能追踪器概述 (17)4.1.4供热零部件的概述 (17)4.2风循环干燥系统 (18)4.2.1风循环影响干燥的因数 (18)4.2.2物料经过干燥后的变化情况 (20)4.3热泵水循环系统 (20)4.3.1 热泵系统循环基本组成结构 (21)4.3.2 热泵的工作原理 (21)4.3.3 热泵内主要部件工质循环图 (22)4.3.4 评价热泵水系统性能系数和指标 (23)4.4 热泵循环系统系数计算式 (25)4.5 热泵循环系统五大部件的选型 (26)4.5.1 压缩机的选型 (26)4.5.2 冷凝器的选型 (27)4.5.3 蒸发器的选型 (28)4.5.4 膨胀阀的选型 (28)4.5.5风机的选型 (28)5 结论与展望 (29)5.1全文总结 (29)5.2设计展望 (29)致谢 (30)参考文献 (31)附录 (32)附录一：外文文献《The Applications of Heat pumps》 (32)附录二：外文译文《热泵的应用》 (38)附录三：热泵工质压焓图 (42)附录三：太阳能热电联产多能源干燥装饰整体设计图 (43)1.绪论1.1引言在能源日益枯竭的今天来说，所有的可再生能源都值得我们人类不断的开发与深入研究。

太阳能集热器的设计与性能优化研究随着能源需求的不断增长和对环境可持续性的关注，太阳能作为一种清洁能源正在受到广泛关注。

太阳能集热器作为太阳能利用的重要设备，在利用太阳辐射能方面扮演着重要角色。

本文旨在研究太阳能集热器的设计与性能优化，关注集热器的结构设计、材料选择以及优化方法。

首先，太阳能集热器的设计需要考虑多个因素。

集热器的结构可以分为平板式、真空管式和聚光式等多种类型。

平板式集热器由一个黑色的吸热面板和一个透明的覆盖面板组成，通过在两个面板之间建立空气层来提高热传导效果。

真空管式集热器则由多个玻璃真空管组成，每个真空管内部有一个吸热层，通过真空层的存在，大大减少了热量的散失。

聚光式集热器则利用镜面将太阳光线聚焦在一个小表面上，以提高集热效率。

不同的集热器结构适用于不同的应用场景，可根据具体需求进行选择。

其次，集热器的材料选择也对性能产生重要影响。

吸热材料通常选择具有良好热导性和吸收率高的材料，如铝板或铜板。

覆盖面板通常选择具有良好透光性和抗紫外线能力的玻璃或塑料材料。

在聚光式集热器中，反射镜的材料选择也至关重要，通常采用镀银玻璃或铝材料。

此外，选用具有耐高温和耐腐蚀性的材料，以确保集热器的长期稳定性。

针对集热器的性能优化，可以通过以下几个方面来进行研究。

首先，优化集热器的吸收率和热损失。

通过表面涂层或纳米材料的应用，可以增加集热器的吸收率，提高能量转化效率。

在减少热损失方面，可以通过增加绝缘层、优化密封结构以及改进真空度等措施来减少热量散失。

其次，优化集热器与管道之间的传热效果，以提高热能的输出效率。

可以通过改变管道布局、优化流体参数以及设计合理的管道尺寸等方式来优化集热器的传热性能。

此外，对于聚光式集热器，还可以通过改进反射镜的设计以及追踪太阳位置的技术来提高集热效果。

最后，对于太阳能集热器的性能评估与测试也是至关重要的工作。

可以通过建立数学模型，模拟太阳辐射和热传导过程，对集热器的性能进行分析和预测。

平板集热器在太阳能干燥系统中的应用研究太阳能干燥系统作为一种高效、清洁的干燥技术，在农产品、木材、草药等领域有着广泛的应用前景。

而平板集热器作为太阳能干燥系统中的核心组件，扮演着收集太阳能热量、提供热能的重要角色。

本文将针对平板集热器在太阳能干燥系统中的应用进行深入研究和讨论。

一、平板集热器的工作原理平板集热器是一种利用光热转换原理将太阳能转化为热能的装置。

其主要组件包括平板表面、热吸收层、传热流体管道等。

当阳光照射到平板表面时，平板表面的热吸收层会将光能转化为热能。

传热流体管道位于热吸收层下方，可通过流体流动来带走热能。

这样，平板集热器就能将太阳能有效地转化为热能，并传输给太阳能干燥系统中的空气流。

二、平板集热器在太阳能干燥系统中的应用优势1. 高热效率：平板集热器能够将阳光转化为热能的效率较高，这主要得益于热吸收层的设计和材料的选择。

通过优化设计和优质材料的应用，平板集热器在太阳能干燥系统中能够高效地收集太阳能热量，并将其传递给干燥系统中的空气流。

2. 高稳定性：平板集热器结构简单，制造工艺成熟，所采用的材料具有较高的耐候性和抗腐蚀性。

这使得平板集热器在太阳能干燥系统中能够长期稳定地工作，无需频繁维护和更换。

3. 可调节性强：平板集热器可以根据不同气候条件和干燥需求进行灵活调节。

通过增加或减少平板集热器的面积和数量，太阳能干燥系统可以实现对干燥过程中的温度和湿度的精确控制，以适应不同的产品干燥要求。

三、平板集热器在不同干燥系统中的应用案例1. 农产品干燥系统：农产品的干燥是其后续储存、运输和加工的重要环节。

太阳能干燥系统配备平板集热器可以利用太阳能进行农产品的高效干燥，有效提高农产品的品质和降低损耗。

2. 木材干燥系统：木材的干燥过程对于提高木材的质量和使用寿命至关重要。

通过在太阳能干燥系统中引入平板集热器，利用太阳能对木材进行干燥，不仅能提高木材的干燥效率，还可以减少对环境的污染和能源的消耗。

太阳能集热器优化设计与性能研究太阳能集热器是一种利用太阳辐射能源的设备，它可以将太阳能转换为热能以供人们使用。

在太阳能资源日益紧缺的今天，太阳能集热器越来越受到人们的关注和重视。

本文主要探讨太阳能集热器的优化设计与性能研究。

一、太阳能集热器的结构与工作原理太阳能集热器主要由集热器、传热管和储热罐组成。

其工作原理为：当太阳光照射到集热器表面时，太阳光辐射能被集热器表面吸收，然后被传热管带到储热罐内储存，当需要热能时再将热能带出即可。

二、太阳能集热器的优化设计太阳能集热器的优化设计是提高其性能的重要手段。

以下是几种常见的太阳能集热器优化设计方法。

1、集热器材料的选择：集热器材料的导热性能和光吸收率直接影响着太阳能集热器的性能。

因此，在选择材料时必须综合考虑其导热性能、光吸收率、耐腐蚀性和耐高温性等因素，并根据具体应用需求进行选择。

2、集热器的排列方式：集热器的排列方式一般有平面排列和立式排列两种。

平面排列适合于较大的集热面积，立式排列则适合于较小的集热面积。

合理选择排列方式可提高集热器的热效率。

3、集热器的角度设计：集热器的安装角度对其性能也有很大影响。

根据经验结合实际情况进行角度的设计，将集热器转移到最佳位置，可提高太阳能集热器的热效率。

三、太阳能集热器的性能研究太阳能集热器的性能研究包括热效率、热稳定性和可靠性三个方面。

1、热效率：热效率是评价太阳能集热器性能的主要指标之一。

热效率的高低直接关系着太阳能集热器的实际应用价值。

常见的热效率测试方法有：集热器的I-V曲线法、温度场的测量法、能量平衡法等。

2、热稳定性：太阳能集热器的热稳定性是指其在长期使用中不受环境温度等外界因素影响而保持稳定的能力。

热稳定性的研究要考虑到太阳能集热器的结构、材料、制作工艺等多个因素。

3、可靠性：太阳能集热器作为一种能源设备，其可靠性也是考虑的重要因素。

可靠性的研究需要从设备的使用寿命、维护保养、安全保障等多个方面进行考虑。

太阳能集热器的设计与性能优化太阳能集热器是转化太阳光能为热能的一种设备。

它主要由集热器、传输管和储热器组成。

目前，太阳能集热器已被广泛应用于热水供应、空调制冷、浴池加热、生活垃圾焚烧等领域。

本文将对太阳能集热器的设计与性能优化进行讨论。

一、太阳能集热器的设计太阳能集热器的设计主要包括集热器、传输管和储热器三个部分。

1.集热器集热器是最重要的组成部分。

其设计需考虑以下因素：（1）光学性能：需要使太阳光尽可能地被吸收，达到光热转换的效果。

常用的吸收涂层有黑色涂层、选择性涂层、金属涂层等。

（2）传热性能：集热器需要将吸收的热量传输给传输管，因此需要考虑集热器的传热效率。

常用的传热方法有对流传热、辐射传热、热传导等。

（3）材料选择：材料的选择需要考虑耐腐蚀性、耐高温性、传热性等因素，同时也需要考虑成本因素。

2.传输管传输管的设计需要考虑以下因素：（1）传热效率：传输管需要将集热器中吸收的热量传输到储热器中，因此需要考虑传输管的传热效率。

常用的传热方法有对流传热、辐射传热、热传导等。

（2）材料选择：材料的选择需要考虑耐腐蚀性、耐高温性、传热性等因素，同时也需要考虑成本因素。

3.储热器储热器是太阳能集热器中用于储存热量的部分。

其设计需要考虑以下因素：（1）储热效率：储热效率需要高，使储存的热能充分利用。

（2）材料选择：材料的选择需要考虑耐腐蚀性、耐高温性、传热性等因素，同时也需要考虑成本因素。

二、太阳能集热器的性能优化为了提高太阳能集热器的性能，需要对其进行优化。

下面将对太阳能集热器的性能优化进行讨论。

1.集热面积的优化集热面积的大小直接影响集热器的性能。

因此，可以通过增加集热面积的方式提高太阳能集热器的性能。

2.集热温度的优化集热温度是集热器的另一个重要参数。

通过优化吸收涂层的材料和结构，可以提高集热器的吸收能力，进而提高集热温度。

3.传输管的优化传输管的传热效率对太阳能集热器的性能有很大影响。

通过优化传输管的结构和材料，可以提高传输管的传热效率，从而提高太阳能集热器的性能。

太阳能集热墙系统热性能的研究的开题报告标题：太阳能集热墙系统热性能的研究摘要：随着全球能源需求的增加，人们对可再生能源的关注也越来越多。

太阳能作为一种广泛可利用的可再生能源，已经引起了人们的关注。

本文主要研究太阳能集热墙系统的热性能，针对该系统的设计、热输出能力、热损失和经济性进行分析和研究。

利用数值模拟方法，研究太阳能集热墙系统的热性能，并探讨如何优化其设计和使用，以提高其能源利用效率和经济性。

关键词：太阳能，集热墙系统，热性能，数值模拟，优化设计一、研究背景随着全球对能源需求的增加，对可再生能源的探索研究也越来越多。

太阳能作为一种广泛可利用的可再生能源，已经引起了人们的极大关注。

太阳能集热墙系统是一种目前正在发展的太阳能利用技术，它可以将太阳能转换为热能，为建筑供热或供热水。

因此，研究太阳能集热墙系统的热性能对于提高其能源利用效率和经济性具有重要意义。

二、研究内容和方法本研究的主要内容是太阳能集热墙系统的热性能研究。

具体包括以下几个方面：1. 设计分析：针对太阳能集热墙系统的设计参数，如组件材料、热管管径、集热板形状等进行分析和研究，以提高其集热效率。

2. 热输出能力：研究太阳能集热墙系统的热输出能力，包括集热器的热损失、集热板的热输出等，并通过实验数据对其进行验证。

3. 热损失：研究太阳能集热墙系统的热损失，排除热传递率、热辐射等因素并对其进行修正，以提高系统的热效率。

4. 经济性分析：通过对太阳能集热墙系统的成本和效益等因素进行分析和研究，探讨如何提高其经济性。

本研究采用数值模拟方法，通过建立太阳能集热墙系统的数学模型，分析其热性能，并探讨如何优化其设计和使用，以提高其能源利用效率和经济性。

三、预期研究结果本研究将进一步探讨太阳能集热墙系统的热性能，从而提高这种可再生能源利用技术的性能和经济效益。

具体预期研究结果如下：1. 针对太阳能集热墙系统的设计进行分析和研究，以提高其集热效率和热输出能力。