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太阳能平板集热器作为经济便捷的换热设备已广泛的应用于日常生活和生产之中,而太阳能平板双效集热器将集热水和集热空气功能相结合,不仅可以提供生活热水,还可以在采暖季提供热空气进行采暖,能够显著提高太阳能集热器的利用效率。本文采用数值模拟的方法对集热空气模式、集热水模式以及双效模式下的平板式集热器的集热性能进行分析,研究关键参数在三种工作模式下对平板式集热器集热性能的影响,并对平板式集热器进行结构优化,在吸热板上增设L型平行翅片以及在翅片上加设挡板,加强吸热板对空气的换热,对其换热特性进行数值模拟,研究优化后集热空气效率和集热水效率的变化情况,根据模拟结果,综合比较各模型的集热性能。最后为优化空气在流道内的流动曲线,改变模型的进出口方式,对比分析改变前后集热性能的变化情况。研究结果表明:集热空气模式下平板式双效集热器的吸热板温度最高,热损失最大;在集热水模式下,吸热板的高温区域分布呈V字形,吸热板温度和玻璃盖板的热损失较集热空气模式明显降低;双效模式下,吸热板的平均温度均低于集热空气模式以及集热水模式,集热器的总集热效率最高,热损失最小,空气的瞬时集热效率为6.58%,水的瞬时集热效率为68.94%,总瞬时集热效率为75.52%。单一集热模式下,随着空气和水质量流量的增加,集热效率上升,双效模式下,集热器中水瞬时集热效率和空气的瞬时集热效率存在相互制约的关系。随着空气和水进口温度的增加,三种工作模式下集热器的集热效率不断下降,双效模式下,水瞬时集热效率和空气的瞬时集热效率同样存在相互制约的关系。随着玻璃盖板透光率的增加,穿过玻璃盖板到达吸热板的太阳辐照增加,三种工作模式下集热器的集热效率均上升。随着空气层厚度的增加,玻璃盖板的热损失不断减少,三种工作模式下,集热器的集热效率均有所上升。相同条件下,与平板式双效集热器相比,L型平行翅片式集热器在集热空气模式、集热水模式以及双效模式下集热效率均有所提高,改变翅片的高度,集热空气模式下的集热效率随着翅片高度的增加而增加,集热水模式下的集热效率随着翅片高度的增加而减少,双效模式下,总集热效率随着翅片高度的增加先增大后减少,当翅片高度为18mm时,集热空气效率最高,当翅片高度为15mm时,总集热效率最高。与L型平行翅片式双效集热器相比,平行翅片带挡板式集热器在集热空气模式以及集热水模式下集热效率有所提高,在双效模式下集热效率均减小。改变进出口方式后,能够有效的改善空气流动死区,提高了吸热板的利用效率,几种模型的集热效率均得到提高。图[56]表[2]参[47]