新型太阳能干燥系统空气侧流动及传热性能数值模拟分析*

关志中 罗会龙 张国健 史宏岗 李云涛 刘禹琳

(昆明理工大学建筑工程学院 昆明 650500)

0 引言

太阳能干燥系统具有节能环保等优点。目前，以空气为换热介质的干燥系统由于空气的密度小、比热小、导热系数低，使得太阳能空气集热器的热效率较低。以水为介质的太阳能干燥系统，现阶段通常把太阳能集热器获得的热量以热水的形式储存于保温水箱里面，通过循环泵使保温水箱中温度较高的水与空气进行热交换，加热空气用于热风干燥。在循环泵的作用下，保温水箱中的水被搅合，其温度分布较均匀，上下部温度均较高。降低了太阳能集热器的集热效率和太阳能干燥系统的热利用率。因此，探究提升太阳能干燥系统的集热效率和热利用率对太阳能干燥的发展具有重要意义。

国内外研究人员通过研究加装辅助加热设备和改变干燥系统构成来提升太阳能干燥系统的效率。孟翔宇等[1]提出了结合金属氢化物热泵的特点,一种耦合氢能的太阳能热泵干燥系统，该系统与普通热泵干燥系统相比提高了61% ,比热泵-微波联合干燥系统提高了147%,比 CO2热泵干燥系统提高了25%。许彩霞等[2]用热泵-太阳能联合系统干燥木材，得出热泵-太阳能联合系统相比常规能源方法节能70%。史海舰等[3]提出智能化控制新型太阳能-辅助加热的干燥系统，有利于提升农牧产品干燥的效率和节约能耗。MOHANRAJ M[4]研究了以R22 为制冷剂的直膨式太阳热泵干燥系统的性能,与空气源热泵干燥系统相比效果更优。……