直插式自然循环全玻璃真空管太阳能热水器获得广泛的应用,但安装于建筑立墙的真空管太阳能热水器通常采用横置分体式强制循环热水器。其原因之一是大倾角下直插式真空管太阳能热水器运行过程中管内冷、热水混合引起的热虹吸循环不畅,热能不能及时传输到水箱内,系统效率低。解决管内因冷热混合而导致的循环不畅的有效技术方法之一是在管内设置导流板,构成冷热水分离的热虹吸循环回路,从而提高系统的热效率。本文通过实验与模拟相结合的方式研究在大倾角下内置导流板对系统流动和热性能的影响,探索大倾角下直插式自然循环全玻璃真空管太阳能应用的可行性。为对比研究内置导流板在不同安装倾角下对系统流动和热性能的影响,加工制作了两套相同的热水器,每套热水器由10支47/58管和81.67升的水箱构成,其中一套热水器管内设置导流板。对比研究了在不同的倾角下(即常规45°角和大倾角75°、80°、85°)两个系统的管内的流动和热性能。从实验中发现倾角从75°变化到85°,系统1(带导流板)始终比系统2(不带导流板)的平均日效率要高。但是在小角度倾角45°下系统1要比系统2的平均日效率要低0.7%,由于数值过小可以认为在45°倾角下加了导流板的意义并不大,系统1与系统2几乎一致。倾角80°条件下系统1与系统2的效率差值最大为4.2%(系统1为61.9%,系统2为57.7%)。再从纵向对比发现系统1在倾角为75°下的平均日效率最大为66.4%,系统2在倾角85°下平均日效率最大为64.2%。由此可见大角度下(75°-85°)加了导流板的热水器的水流的循环效果比小角度下(45°)加了导流板的热水器的循环效果更好,小角度(45°)下加了导流板意义不大,但是无论是大倾角还是常规的倾角加了导流板之后都不影响热水器的使用。在模拟中通过ICEM进行建模和划分网格,随后导入Fluent中进行数值分析模拟,最后通过tecplot进行后处理得出相关云图并进行分析。在模拟中发现30倾角下在加了导流板之后的整个系统的最高温度要高于未加导流板的系统中的最高温度。加导流板的水箱中的温度比不加导流板的水箱中的分层更为密集。带导流板的整体流速要高于不带导流板的,所以有导流板的热水器循环的更快,故温度也较高。而在45°倾角下有导流板的热水器内部水流的速度低于未加导流板的速度,说明加了导流板之后反而循环的速度变慢,热水的最高温度也略微低一点。在大倾角(75°-85°)下,加了导流板的热水器内部的水流的速度更大,循环的更快,得到的水箱中的上层温度也更高。此时的模拟结果与实验吻合。