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试验性太阳能空气加热器热性能的调查研究

DOI：10.1016/j.csite.2018.100373 期刊：Case Studies in Thermal Engineering 出版年份：2019 更新时间：2025-09-23 15:23:52
摘要： 太阳能集热器需要以最佳倾角安装，以最大化接收的能量。评估太阳能空气集热器的热性能对于针对特定应用正确设计和确定集热器尺寸至关重要。在我们的实验/理论研究中（包括对热性能的研究），我们通过考虑与吸热体、玻璃盖层和隔热材料相关的适当组装材料，力求优化所设计太阳能空气加热器的效率-温升组合。显然，效率取决于太阳能集热器的朝向以及风速、太阳辐射和环境温度等测量的气候参数。为了使用较少变量和方程实现接收平面可能的热性能优化，计算时考虑了四个方位角值（γ = 0°、22.5°、45°和67.5°），并将倾角β从15°到70°以5°为间隔变化。
作者： Hocine Mzad，Kamel Bey，Rabia Khelif
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

通过为吸热板、玻璃盖板和隔热层选择合适的材料来优化所设计太阳能空气加热器的效率-温升耦合关系，并基于朝向和气候条件评估其热性能。

研究成果

该太阳能空气集热器在全年大部分时间以52立方米/小时/平方米的空气流量运行时，能效比可达50%左右，提供的有效能量高达4500瓦。最佳倾斜角度介于15°至30°之间，此时性能最佳，夏季月份效率更高。为吸热板、玻璃盖板及隔热层选择合适材料可改善热传递并减少损耗。未来工作应聚焦于通过增设屏障或采用沙漠沙等蓄热材料来优化吸热板设计，从而增强对流换热效果。

研究不足

该研究依赖于特定年份（2011年）和地点（阿尔及利亚安纳巴）的气象数据，可能不具备普适性。所用模型（如太阳辐射估算模型）存在固有不确定性，且可能未涵盖所有气候变异因素。实验设置针对特定集热器构建，若采用其他设计或材料，结果可能会有所不同。

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