商用太阳电池改造的光伏-光热组件传热性能分析

介绍了将传统晶体硅商用太阳电池加装水冷器,改造为光伏-光热集成组件后的结构;通过热阻分析的方法,分析了该光伏-光热组件的传热特性;并通过实验,实际测量了该光伏-光热组件的传热性能,得到了导热热阻及其有效热导率,可为组件的进一步开发提供参考。     

一种监测换热器污垢的新方法

在考虑污垢对换热器传热性能影响的基础上,提出换热器当量总污垢热阻和污垢函数的概念,并给出换热器当量总污垢热阻的监测方法,讨论了换热流型、传热有效度ε和冷热流体热容量率比R对换热器当量总污垢热阻的影响。     

竖直U型地埋管换热器热短路抑制措施的分析

建立了单U型地埋管换热器三维瞬态数值分析模型,对抑制地埋管换热器“热短路”的各种措施进行了数值模拟.在不同载流体流速和回填料导热系数条件下,分别对隔热板式、保温套式地埋管换热器和未采取任何“热短路”抑制措施的普通地埋管换热器整体传热性能进行了研究,获得了不同“热短路”抑制措施对埋管换热器整体传热性能的影响规律;通过对影响埋管换热器整体传热性能“热短路”抑制措施的对比分析,并结合地埋管换热器实际工程运行环境,提出在工程实践中不必针对埋管换热器的”热短路”现象采取任何额外的抑制措施的建议.     

U型管埋地换热器三维传热模型及实验对比分析

针对U型管埋地换热器的传热特点,考虑了两管脚之间的相互影响,建立起非稳态传热模型。采用数值解法对该理论模型进行了求解,并将结果与实验值进行了对比分析,发现两者变化趋势一致,但理论计算结果比实验测试值低,其中的一个重要原因是因为换热器与土壤间的热交换不是纯导热过程,还应该进一步考虑土壤中热湿迁移等因素的影响。     

小型热管能量回收机组的实验研究

根据传热学原理,对热虹吸管换热器的传热热阻进行分析,得出影响其热传效率的主要因素为外部对流换热热阻。如何强化热管与外界传热是热虹吸管换热器设计的关键。同时在研究热虹吸管传热的基础上,根据风机盘管的结构,研制出小型吊装单元式热虹吸管能量回收机组。在冬季工况下,通过实验分析了室外新风温度、倾角、迎面风速、室内外温差等参数对样机温度效率的影响,以及样机回收热量与迎面风速的关系,并对样机做经济效益分析,为工程应用提供了参考依据。     

U型管桩埋换热器稳态传热模拟研究

采用能量平衡的方法建立了土壤层内U型管桩埋换热器稳态传热模型，并以天津市一地源热泵实际工程为背景，模拟计算了管脚热影响因子、土壤导热系数等对U型管桩埋换热器的传热特性的影响。     

相变蓄热同心套管传热模型和性能分析

建立了一种简便的相变蓄热同心套管传热模型,用来求解相变材料在相变过程中流体温度和相变界面随时间和向位置的变化规律,模型中考虑了相变材料导热热阻和有效传热面积随时间和位置的变化,适用于流体入口温度和流量随时间变化的情况,计算值与有关文献值吻合,验证了模型的正确性。藉此模型对文献「７」中相变贮能换热器的储、放热性能进行了模拟分析。     

竖直双U型埋管地热换热器支管间热短路分析

采用地热换热器准三维传热模型和数值计算的方法,对竖直双U型埋管地热换热器支管间的热短路进行了分析,讨论了管间距和回灌材料的导热系数对热短路的影响,并提出了减少热短路的措施。     

地下U形埋管传热及土壤温度分布研究

对地源热泵系统核心组成部分的地下U形埋管的传热性能进行了深入研究。首先建立了真实的地下U形埋管换热器的模型,然后对地下U形埋管换热器在不同工况下的运行进行了模拟计算。重点研究了U形埋管入口水温、水流速度和回填土导热系数对U形埋管传热和土壤温度分布的影响。结果表明：最佳水流速度应为0.6～0.8m/s;最佳回填土导热系数应比土壤导热系数大,且小于土壤导热系数的2倍;U形埋管组最佳管间距应保持在6m左右;增大入口水温、水流速度及回填土导热系数都会使土壤温度有所升高。     

地下换热器热工参数估计方法

基于一组实测数据,对地下换热器热工参数估计方法进行了讨论。直线斜率法可以计算导热系数、体积比热以及孔内热阻,但必须补充恰当的热阻计算式。采取多参数寻优法估计,建议以导热系数及孔内热阻作为独立变量,体积比热另行确定。     

竖直埋管地热换热器钻孔内的传热分析

准三维模型为竖直埋管地热换热器的结构优化提供了较为精确的理论基础。利用准三维模型对竖直埋管地热换热器进行分析与研究得出，不同的行程布置对双U型埋管地热换热器的传热性能有较大影响。就钻孔内热阻的对比，双U型埋管比单U型埋管钻孔内的热阻低，因而双U型埋管地热换热器较单U型埋管地热换热器更为合理。     

土壤蓄热与土壤源热泵集成系统的数值模拟

结合土壤源热泵技术推广中存在的问题和地下蓄能技术的优点,提出了土壤蓄热与土壤源热泵集成系统及其地下管群换热器的布置方式。并在能量平衡的基础上建立了地下管群换热器蓄热、释热和停止运行的数学模型。通过数值模拟,分析了埋管间距对蓄热与释热的运行特性的影响。     

用于电子元件散热的集成热管换热特性研究

本文对应用于电子元件散热的热管换热器在不同的加热功率、不同风量情况下的传热特性进行了实验研究，从而得出换热量、总热阻、翅片表面阻力系数、换热系数、总热阻与加热功率及风道内空气肫数的关系，并与市场上的SP-94型热管散热器及传统纯铜散热器进行了比较，发现该热管换热器无论是散热量、平均换热系数还是总热阻都有明显的优势。因此，这种散热器在实际工程应用中必将有着广泛的潜力。     

利用地下水填充钻孔的埋管换热器性能分析

地下水填充的井下换热器（GFBHE）是一种不需要灌浆,利用地下水填充钻孔进行换热的地热换热器。针对GFBHE建立了瞬态三维数值模型进行模拟,并与利用普通灌浆材料进行回填的埋管换热器进行对比。数值模型通过将孔隙型岩层等效为饱和多孔介质的方法将钻孔外部的自然对流现象考虑在内。研究了包括渗透系数、地温、钻孔孔径在内的关键因素对GFBHE性能的影响。结果表明,当含水层渗透系数大于1×10^-4 m/s时,GFBHE性能明显优于利用灌浆填充钻孔的地热换热器,在富水区域利用GFBHE取代后者是可行的。GFBHE的换热性能随着钻孔孔径、含水层渗透性的增大以及地温的升高而提升。     

蓄冷平板相变换热器凝固传热特性研究

本文建立了蓄冷平板相变换热器中蓄冷平板单体凝固过程变化规律的数理模型,并用一种简便方法求解了凝固过程非稳态移动界面传热问题,获得了有关传热速率,界面移动,载冷剂出口温度的变化规律,讨论了蓄冷平板相变换热器的传热特性。     

竖直U型管地热换热器的准三维传热模型

在地热换热器原有研究工作的基础上，进一步考虑流体工质在钻孔深度方向上的温度分布，分析竖直埋管地热换热器钻孔内的传热过程，导出了竖直埋管地热换热器效能的解析式。由此，可以抛弃以往简化模型当中的不合理假设，为地热换热器的设计和模拟提供了更加精确合理的理论基础和计算方法。     

中深层同轴换热器充填材料热性能研究

地热能作为分布广、储量大的可再生能源,在节能减排和促进碳中和方面具有重要作用。同轴换热器在开采中深层岩土体热量方面优势明显,可以进行无干扰式“取热不取水”开发。作为换热器与地层岩土体的传热媒介,充填材料对热性能的影响至关重要。采用数值模拟方法分析5种充填材料对流体温度、岩土体温度和作用范围的影响。结果表明,充填材料水的热阻是细砂-膨润土的1.5倍;采用高导热的充填材料（细砂-膨润土）后,出口流体温度升高了1.81℃,环空流体随深度增加呈非线性演化;换热器短期（4个月）和长期（20年）运行模式下井底（2 000 m）影响范围分别是深度500 m的1.5倍和7倍;细砂-膨润土作为充填材料的换热器在短期和长期运行模式下,井底影响范围可分别达到5.2 m和36.5 m。     

Heat transfer analysis of pile geothermal heat exchangers with spiral coils

This paper investigates the transient heat conduction around the buried spiral coils which could be applied in the ground-coupled heat pump systems with the pile foundation as a geothermal heat exchanger. A transient ring-coil heat source model is developed, and the explicit analytical solutions for the temperature response are derived by means of the Green’s function theory and the image method. The influences of the coil pitch and locations are evaluated and discussed according to the solutions. In addition, comparisons between the ring-coil and cylindrical source models give that the improved finite ring-coil source model can accurately describe the heat transfer process of the pile geothermal heat exchanger (PGHE). The analytical solutions may provide a desirable and better tool for the PGHE simulation/design.     

Heat extraction characteristics by coaxial heat exchanger

This study was performed to investigate the heat extraction characteristics from shallow geothermal resources using a coaxial heat exchanger. First, a computer simulation program for a coaxial heat exchanger was checked and verified by laboratory experiments. After inspecting the effectiveness of the computer program described herein, a numerical simulation for a real scale model was conducted under the condition that the heat transfer mechanism in the stratum was heat conduction. Unsteady heat extraction characteristics are presented herein, and the effects of the tube material, inner diameter, and circular modes on the heat extraction rate are discussed. From the computer results it was found that the heat extraction performance using a coaxial heat exchanger greatly depended on the factors mentioned above in the range of the parameters covered in this study. © 2005 Wiley Periodicals, Inc. Heat Trans Asian Res, 34(7): 496–513, 2005; Published online in Wiley InterScience ( www.interscience.wiley.com ). DOI 10.1002/htj.20083