间接加热集成收集储存太阳能热水系统平板中热交换器的的优化摘要：由于能源使用带来的环境影响，消费者需要被鼓励使用可再生能源，如太阳能。间接加热平板集热器的集成存储太阳能热水系统是紧凑型系统，为国内水加热之一。它集成了一个太阳能组件的集合，并在一个单元中的热水存储组件。这项研究的目的是调查不同的参数在这个系统减少了初始和运行成本的目的的热性能的效果。出口服务水温作为性能的量度，因为它是从太阳辐射获得的能量的指标。所涉及的系统中的流体的连贯性，动量和能量方程数值在一个稳态条件中求解，采用FLUENT软件。3-DCFD模型开发和验证利用以前的实验结果。一个标准的千瓦湍流模型被用在热交换器的最优化，因为它的出品与实验结果吻合，表面到表面辐射模型被包括在内。对单排和双排换热器具有不同长度的影响进行了研究，圆形和椭圆截面管道也被检查，选择500和650升/小时的质量流速，结果表明，10.8米长的单排的HX为椭圆和B型管，得到高的服务水出口温度（可接受的换热器的设计）中，用低泵浦功率。这导致了增加了热效率并且一个显著降低了初始和操作该系统的成本。1.介绍由于世界人口的增加，人类的发展，个人收入的增加和希望更舒适的生活方式，功率消耗过度导致的增加的碳排放量在过去三十年显著增加。全球统计的来自化石燃料燃烧和工业过程的二氧化碳排放量在1990至2000年间每年增加1.1％。这一增长2000年期间2004年已经加速到每年3％以上。此外，预计世界人口到2030年将增加至81亿。实现2030年千年发展目标将要求平均二氧化碳排放量为每一个被减少到3.7吨CO2/年。碳排放量必须减少，这可以通过增加能量从清洁资源，如太阳能，风能，地热和水力能源发电的比例来实现。研究涉及能源的清洁能源，如太阳能，有显著在过去的四十年里在1973年增加了，尤其是在世界之窗石油危机之后。太阳能可以在工业，商业及住宅领域中使用。在国内的应用有家庭空调，暖气，热水，照明和其他应用程序消耗能量。一个环境和经济上重要的和昂贵的使用中，会发生在生产家用热水，占在美国国内的能源消耗约14％。一种经济，高效的系统需要鼓励家庭使用太阳能热水。太阳能集热器是捕获太阳能和转移成热能，增加了流体内部的能量，从而增加它们的温度的设备。有几种类型的太阳能集热器，包括平板收集器，排气管，槽式，中央接收器和集中器皿等的不同类型的生产温度是其相关的一个特定用途的一个关键指标。例如，真空管式集热器能产生90-200℃，抛物槽可以生产260和400℃的出口流体温度，而中央接收机可以产生500-800℃。据洛夫格罗夫和鲁兹，最高出口流体温度（500-1200℃）是由盘中集中器类型产生的，这是适当的用于发电。然而，将平板收集器，可用于应用，需要的温度低于100℃，如家用热水。有许多类型的平板集热器，包括连接单元，传统的间接回路太阳能热虹吸管和平板集热器的集成。在平板集热集成的特征在于结合了太阳能的收集与哈瓦特的存储在一个单元这降低了系统的成本，因为没有连接管，安装时只需要有一小片面积。有两种类型的平板集成集热器，直接加热系统，其中，服务水流入贮水箱，并通过收集器被直接加热（图1）和间接加热系统，其中，服务水通过该浸入的贮存流体的蛇形管（图2），储存罐中的间接加热系统的结构是廉价通过与直接加热系统和其它平板集热像耦合单元和常规间接电路太阳能热虹吸管比较。这实际是因为该储罐不直接连接到市政水压力与油箱内的压力低造成的。然而，在储存罐中的直热式需要用高腐蚀耐热材料制造，能够承受高压力。这增加了容器的制造成本，为总的系统价格的50％以上。这项工作的目的是研究如何提高间接加热系统的效率，并使其更经济地向消费者通过最小化了初始成本和运营成本的吸引力。为了使这套系统更加高效，需要解决两个问题：减少了从系统中的热损失，并提高来自太阳获得的热量。库马尔和罗森研究五种策略用于减少平板集成收集器系统的热损失。他们测试了：（1）一个玻璃盖板没有夜间保温，（2）一个玻璃盖板盖着夜间保温罩，（3）没有夜间保温盖双层玻璃盖板，（4）透明保温具有单一玻璃盖，（5）绝缘挡板具有单一玻璃盖。他们发现，这种...
