基于蓄热性能最优的蓄热水箱流体参数动态调节

田宏亮，胡佳志，王 烨

(兰州交通大学 环境与市政工程学院， 兰州 730070)

1 引言

近年来，随着我国经济的迅速发展导致了前所未有的高能耗和诸多环境问题。因此，对可再生能源的高效利用,正在改变着能源结构和环境品质[1-3]。而太阳能作为目前最重要的可再生能源，已被广泛应用于储热技术、太阳能采暖系统、热电系统等方面[4-5]。由于蓄热水箱与太阳能热水利用系统的储热效率密切相关，近年来，对蓄热水箱蓄热性能的研究产生了大量的技术成果[6-9]。文献[10]对圆锥形顶水箱结构的锥顶角进行了优化研究，得到了最佳锥顶角结构时不同冷水入口流速对水箱热、冷水出口温差的影响。文献[11]在隔板开孔面积相等前提下分析了水箱内置隔板开孔尺寸及位置对其内部热分层效果的影响规律，得到了冷水入口流速的上限值。文献[12]研究了隔板开孔面积、数量对水箱热分层及热、冷水出口温差的影响，发现对于较大的开孔总面积，开孔数越少,越有利于热分层。文献[13]数值分析了壳管式和圆柱式梯级相变蓄热水箱的充热过程，发现壳管式装置更利于传热。文献[14]比较了蓄热水箱中2种进水口结构在不同流量时对热分层的影响差异。文献[15]数值分析了圆柱形水箱内的温度场和速度场，结果表明：特定结构的内置隔板改变了入口射流附近的速度场和温度场，使热分层更好。文献[16]在层流自然对流条件下，研究了静态运行模式下不同水箱形状对储热能力和热分层的影响，发现“尖角”形状的水箱形状热分层效果最好；……