太阳能辅助火炕供暖系统热工性能

目的研究毛细管网型太阳能辅助火炕供暖系统的热工性能和效果.提出利用毛细管网型火炕的供暖模式,提高炕面的舒适性.方法利用数值模拟和实验测试两种手段分析两个对比房间的炕面温度和室内温度的变化趋势和规律.结果测试数据显示普通房间炕头、炕中、炕尾的平均温度分别为65.7℃、43.28℃、39.82℃,炕面温差大于20℃,而采用该系统的房间炕头、炕中、炕尾的平均温度分别为51.34℃、38.26℃、33.79℃,普通室内房间平均温度为12.2℃,太阳能辅热火炕房间室内平均温度为18.5℃,比普通房间室内平均温度高6.3℃.结论毛细管网末端热惯性小,运行时室内温度迅速升高,炕面的温度分布比普通火炕均匀,可依据主观意愿实时改善室内热环境,辅助火炕运行时有效地改善了农居室内及炕面的热舒适性.     

太阳能蓄热水箱联合运行模式研究

以乌鲁木齐地区某地板供暖的太阳能热水系统为工程背景,对3个具有不同顶部形状或内置隔板结构的蓄热水箱内流动与传热过程进行了数值分析,并对各水箱的交替运行模式进行了探讨.结果表明:不同时刻采用多水箱交替运行的模式是可行的.根据水箱的热分层评价结果,在该地区典型日中室外气温相对稳定的3个典型时刻(11:30,15:00和18:00),水箱合理的运行模式为:11:30优先运行3#水箱(球形顶部和单圆孔内置隔板结构),其次为2#水箱(锥形顶部和多圆孔内置隔板结构)或1#水箱(锥形顶部和单圆孔内置隔板结构);15:00和18:00优先运行3#水箱,1#和2#水箱互为备用.对于水温要求较高但用水量不大的用户,建议优先运行3#水箱,其次为1#水箱,当用户端回水量较大且用户需要较高温度的热水时优先启用2#水箱.根据当地气象条件适时开启合适的蓄热水箱并合理调节流体参数对于充分利用太阳能资源、提高太阳能供暖系统的可靠性具有重要的工程指导意义.     

太阳能相变蓄热双水箱热泵自控系统性能

针对太阳能热泵系统集热效率和COP不高的问题,提出了3种太阳能双水箱系统设计方案,基于其中一种方案设计了自控系统并搭建了实验台,研究了不同运行工况对系统集热效率和COP的影响.实验结果和理论分析表明:集热效率比COP更能反映系统运行效果.在合适的控制参数下,双水箱联合运行的集热效率与相变水箱单独运行情况基本相同,前者高效集热时间为上午8点到下午4点,后者集热时间集中在中午.与普通水箱单独运行相比,两者的集热效率由0.64增加到0.94以上,COP由2.32增大到5.00以上.     

相变蓄热水箱蓄热性能数值模拟研究

在封闭静止的蓄热水箱中添加相变材料可以增加水箱热容量、延长水箱升温时间。分别建立了有、无相变单元蓄热水箱的物理模型,利用有限体积分析法对蓄热水箱加热过程进行数值模拟,探讨了封闭水箱加热过程中相变单元的熔化规律和相变单元对水箱温升的影响规律。研究结果表明相对于纯水蓄热水箱,当蓄热水箱中加入占水箱容积9.05%(体积分数)的相变单元、其平均温升29 K时,蓄热水箱的整体热容量提高了25.58%,加热时间延长了1 100 s;蓄热水箱内只在垂直方向上存在热分层,导致含有相变单元的蓄热水箱较高位置处的相变单元先熔化,降低了较高位置处水的温升速率,使得相变蓄热水箱和纯水蓄热水箱的热分层剧烈程度存在差别;以最大温差值作为判断水箱热分层剧烈程度的依据,不同加热功率下相变蓄热水箱的热分层特征变化规律大致相同,但加热功率越大,热分层现象越剧烈。     

蓄热水箱对太阳能喷射制冷的性能影响分析

对对象建筑及太阳能集蓄热系统进行TRNSYS模拟,分别得出房间逐时冷负荷及5,15,25 ℃等3种设计蒸发温度下,不同水箱容积与集热面积比(S)时,系统的发生温度、制冷量及系统性能系数(COP)的变化规律.结果表明:在太原市的夏季气象条件下,对以R141b型制冷剂为工质的小型太阳能喷射制冷系统,当蒸发温度在5~25 ℃时,S值的最佳设计范围为0.015~0.030,且设计蒸发温度越高,S值应越高.     

太阳能相变蓄热+电锅炉供暖系统研究现状及发展前景

在能源紧张和环境污染的双重背景下,太阳能是建筑供暖的首选能源。从相变蓄热技术与太阳能供暖系统耦合的应用方式出发,综述太阳能耦合相变蓄热+电锅炉供暖系统的集热、储热部分,相变蓄热部分及辅助热源的研究现状,并从技术、经济效益、节能环境效益方面阐述太阳能耦合相变蓄热+电锅炉供暖系统的综合优势和研究方向,以期为太阳能相变蓄热供暖系统工程的推广应用提供借鉴。     

具有内置隔板的太阳能蓄热水箱运行参数研究

为改善顶部为半球形结构太阳能蓄热水箱的温度分层效果,对水箱在有无内置隔板两种情况下的8组运行工况进行了数值分析,结果表明:内置隔板对水箱内冷热水掺混程度的抑制作用、对水箱内温度分层的改善效果与流体的流动参数及温度密切相关;热水入口温度不变、增大冷水入口流速,水箱顶部与底部间温差逐渐增大,而水箱顶部热水区域逐渐缩小;提高热水入口温度、减小冷水入口流速,能改善水箱顶部区域温度分层效果.当热水入口温度提高到343K、冷水入口速度降低到0.2m/s时可得到最佳的温度分层效果并且能提供316.09K的最高温度热水;当热水入口温度提高到343K、冷水入口流速增大到0.8m/s时可获得水箱顶部与底部间最大温差值.从保证水箱供应热水温度和顶部热层稳定性角度考虑,本文所研究工况中冷水入口流速应控制在0.8m/s以下.     

太阳能辅助空气源热泵供暖系统的试验研究

选取兰州地区典型年12月和1月的气象资料,进行太阳能辅助空气源热泵供暖系统的模拟试验.研究表明:太阳能辅助空气源热泵供暖系统比太阳能集热器供暖系统对室内温度的提升效果明显;由于热泵蒸发器的存在,减小了太阳辐射对室内温度提升速度的影响,有利于维持室内温度的恒定.所得结果为太阳能辅助空气源热泵在建筑供暖系统中的应用提供借鉴...     

基于太阳能集热水箱耦合相变蓄热器的分户供暖系统

太阳能热水器与相变蓄热材料耦合应用可有效提高太阳能集热水箱的效能,促进能源的优化配置。该文提出了一种与太阳能集热水箱耦合的相变储能系统,并进行储能材料的测试和分户供暖系统的模拟分析。首先提出了储能系统的制作方案及其与太阳能集热水箱供暖系统的连接方式。利用DSC对石蜡进行测试,选定46#石蜡作为系统的相变蓄热材料;采用数值模拟软件FLUENT对含有相变蓄热器的集热水箱和不含相变蓄热器的普通集热水箱（直接进水）的释能工况进行数值模拟。数值模拟结果表明集热水箱加入相变蓄热器,一方面相变储存罐堆积起到了散流作用,另一方面冷水进入水箱中通过相变储存罐的外围时,经过相变储存罐的放热作用,相变储能模块对冷水有一定的加热作用。加入相变蓄热器改善了释能过程的水箱内热分层效果,提高了进入水箱的释热总量,在流量为10L/min时,相变蓄热水箱的释热效率比普通集热水箱的释热能效率高12%,系统设计两台大容量的太阳能蓄热水箱,轮流供热,系统通过管道分水器,分户供热,管道分水器的每个出水端分别设置有流量控制阀,实行计量使用,这样更能有效的节约水资源。     

相变蓄热水箱的性能优化模拟分析

采用COMSOL Multiphysics计算流体动力学软件建立相变蓄热水箱的数值模型,通过实验验证数值计算模型的准确性,并对相变蓄热水箱结构进行优化.分析不同环形金属隔板分层数和隔板厚度对相变蓄热水箱蓄放、热过程的影响.结果表明：在相变层内部设置的环形金属隔板可改善相变蓄热水箱的运行特性;蓄热过程中,环形金属隔板分层数和隔板厚度的增加有利于固态相变材料熔化,潜热利用率得到提升;放热过程中,增设环形金属隔板能使相变材料达到更低的固相比;厚度为5 mm的环形金属隔板对促进相变材料液化、维持水温的作用强于厚度为2,10 mm的环形金属隔板.     

太阳能燃气热泵供暖系统余热回收性能研究

目的研究太阳能燃气热泵供暖系统中余热回收,分析发动机和缸套冷却器以及排烟余热回收器的匹配性.方法以沈阳某小区一单体住宅建筑为研究对象,通过基准建筑的负荷对太阳能燃气热泵供暖系统的各部件进行选型设计,并建立燃气发动机、缸套冷却器及排烟余热回收器等主要部件的模型.结果发动机转速每增加100 r/min时,相应的冷却水流量增加0.285~1.21 g/s,供暖循环水温度提高2~5℃,温度提高后为47~50℃;以额定功率为基础,排烟废热回收率为0.7时,可获得最大的能源利用;保证额定功率不变时,需控制排烟换热器的阻力小于190.27 k Pa;发动机转速每增加100 r/min,余热回收器的面积需增加0.173 m2.结论合理地回收燃气机的余热,既能回收可观的热量,又能保证发动机的高效率,而且也提高了能源利用效率.     

太阳能烟囱发电系统蓄热层的试验研究

搭建了3台带有不同石块蓄热介质蓄热层的太阳能烟囱发电系统对比试验装置,在实际天气条件下,对该装置的运行性能进行了测试,并对试验结果进行了对比分析.结果表明:石块蓄热层具有储存热量的能力,随着蓄热层深度的增加,蓄热层内温度随外界影响就越小.系统内热气流的温升主要在集热棚的中前段,不同时间层热气流温升幅度不同.辐射强度、辐...     

西北地区太阳能采暖系统储热水箱热损失试验研究

以西北新农村117.07 m²的单体建筑太阳能采暖系统为研究对象,以12月15日为例,得出储热水箱热损失主要发生在自然冷却阶段,当日储热水箱的总热损系数为5.68 W/℃,总热量损失为9.49 MJ.再选取其余11个典型日的试验数据对储热水箱总热损系数和总热损失各影响因素进行拟合,储热水箱总热损失由于受到环境温度和室外风速的影响,储热水箱的温度也随之变化.研究结果表明:平均环境温度每降低1 ℃,储热水箱总热损失增加0.067 MJ;室外风速每增加1 m/s,储热水箱总热损失增加0.042 MJ;储热水箱平均温度每降低1 ℃,储热水箱总热损失增加0.068 MJ;储热水箱温度变化幅度每增加1 ℃,储热水箱总热损失增加1.641 MJ.针对储热水箱热损失分析及室内热环境现状,提出将储热水箱置于室内以增强储热水箱储热能力和改善建筑室内舒适度.     

基于遗传算法优化的太阳能供暖系统研究

为提高太阳能供暖系统的性能参数,充分发挥系统节能优势,本文以榆林、西安、汉中作为陕西不同地区的代表城市,搭建了太阳能供暖系统模型.根据逐时气象情况和辐射量确定了建筑逐时热负荷值,并基于遗传算法以系统性能参数和太阳能保证率为目标函数,对榆林、西安、汉中地区的集热器面积和热泵功率进行同步优化.结果显示:在确保太阳能保证率为...     

光伏光热?热泵系统供热水箱与蓄热水箱匹配研究

为了研究光伏光热−热泵系统供热水箱与蓄热水箱大小匹配的问题,利用TRNSYS软件建立了光伏光热−热泵系统的仿真模型。利用实测数据对仿真模型进行了验证,结果表明误差均在合理值范围内,认为构建的仿真模型具有准确性和可靠性。针对100,200,300 L这3种不同容量的供热水箱,分别选取了30,60,90 L/m²的蓄热水箱来匹配各容量的供热水箱。对系统仿真模型进行了全年运行性能模拟,并选用全年?损作为评价指标对系统进行评价,模拟结果表明,对于3种不同容量的供热水箱,蓄热水箱容量皆为60 L/m²时系统全年?损值最小,推荐匹配各容量供热水箱的蓄热水箱大小为60 L/m²。     

半即热式水加热器的设计

以某企业科研综合楼的热水系统设计为例,介绍了半即热式水加热器系统的设计方法和设计过程。     

智能高频即热式电磁热水器的研究与设计

本文介绍了一种利用半桥谐振电路实现的智能高频即热式电磁热水器的设计原理并说明了该热水器中功率及驱动电路、检测与功率调节电路及保护电路的主要设计思想和部分有关问题的解决方法。     

智能高频即热式电磁热水器的研究与设计

本文介绍了一种利用半桥谐振电路实现的智能高频即热式电磁热水器的设计原理并说明了该热水器中功率及驱动电路、检测与功率调节电路及保护电路的主要设计思想和部分有关问题的解决方法。     

太阳能季节性蓄热系统的应用研究

针对严寒地区农户、别墅独栋建筑,探索太阳能跨季节储热技术,在冬季供暖中的应用。设计方案从太阳能的年辐射量入手,分析了太阳能夏季可以提供的热量、以及建筑物冬季消耗的热量。提出太阳能存储、直接内供暖的方案,考虑到节省初投资的因素,为了减少造价,提出了太阳能结合水源热泵系统的供暖方案,以及太阳能结合空气能热泵的供暖方案。考虑了节能效率与运行费用的影响因素,该研究对采用太阳能复合热泵采暖具有一定的指导意义。