太阳能集热屋面的性能测试分析

通水屋面虽能实现屋面隔热,但不能满足利用太阳能为建筑供应热水的需求。本文在通水屋面构造设计的基础上,研制出1种新型低成本的太阳能集热、隔热及冷却屋面模块,并建造了太阳能集热屋面模块性能测试平台,通过不同模块对比测试方法,对所研制模块的集热量、集热效率及其隔热性能等进行了测试分析。通过测量集热模块在不同工况下的集热管进出口水温、流量以及环境温湿度、辐射强度、模块各构造层温度及传热热流等性能参数,获得了集热模块在不同工况下的集热量、集热效率、模块隔热性能等随时间的变化规律及其评价参数,分析了模块集热性能与辐射强度及流量之间的变化关系,对比分析了不同构造模式下集热模块的隔热性能及其变化特点,为其工程应用提供了基本的实验依据。本模块也为建筑屋面隔热、冷却及集热提供了1种低成本的构成模式,并为屋面冷却及太阳能集热提供了1种新的工程应用方法。     

再生骨料取代率对于再生混凝土的性能影响分析

介绍了再生骨料的特性,从配合比、和易性、抗压强度、耐久性等方面,分析了不同再生骨料取代率对再生混凝土性能的影响规律,为再生骨料混凝土的设计及应用提供了科学依据。     

太阳能除湿溶液再生方式及装置的分析与研究

简介了太阳能除湿溶液再生的发展历史,归纳总结了除湿溶液的再生方式和再生装置,根据除湿溶液再生过程是否直接与外界接触,将太阳能除湿溶液再生装置划分为开式集热型再生器、闭式集热型再生器和封闭式再生器三种。两级式集热型再生器溶液的再生量大于单级式集热型再生器,且再生效率有所提高;溶液温度可调单元喷淋模块结构简单,便于制作,兼有除湿和再生的功能,同时还可以与热泵组合实现多级并用,提高了系统的效率。     

石蜡为介质的一体化太阳能热泵热水器实验研究

本文提出了1种新型蓄能型一体化太阳能热泵热水器系统(SHPWHICSE),搭建了实验测试装置。在南京地区春季典型工况下,对集热/蓄能/蒸发一体化太阳能热泵热水器系统充灌蓄能材料石蜡前后的蓄能特性进行了实验研究。结果表明:充灌相变材料石蜡后,相变材料通过固-液相变储存足够的太阳能,SHPWHICSE系统可保证在1天中任意时刻启动。采用石蜡为蓄能介质的一体化太阳能热泵热水器系统的COP和得热效率均高于未充灌相变材料的系统。太阳辐射强度的不稳定波动对采用石蜡为蓄能介质的一体化太阳能热泵热水器系统得热效率的影响比其对未充灌相变材料的太阳能热泵热水器系统的影响小。     

再生骨料及再生骨料混凝土的性能分析与评价

本文对国内外再生骨料和再生骨料混凝土的研究现状进行了分析,总结了再生骨料和再生骨料混凝土的基本性能.发现再生骨料的表观密度和堆积密度分别在231kg/m^3～2.62kg/m^3和1.29kg/m^3～1.47kg/m^3之间,其吸水率处于4%～10%之间,压碎指标在14.2%～23.1%之间.再生骨料混凝土抗压强度随再生骨料替代率增加而降低,随水灰比增大而降低.再生骨料混凝土的抗拉强度受替代率影响比较小.随着再生骨料替代率的增大,再生骨料混凝土的坍落度急剧下降、弹性模量降低、收缩值显著增大、抗冻性基本不变、渗透性增大、碳化速度略有增加、抗硫酸盐侵蚀性略有降低.基于众多文献研究成果,经回归分析提出了再生骨料混凝土抗压强度和弹性模量计算公式,最后讨论了再生骨料混凝土的应用状况.     

砂浆附着率对再生混凝土性能的影响

高强度原生混凝土经破碎后作为再生骨料配制低强度等级的再生混凝土,再生骨料砂浆附着率对再生混凝土的强度影响不大。当使用低强度原生混凝土经破碎后作为再生骨料配制高强度等级再生混凝土,再生骨料砂浆附着率对再生混凝土强度影响较大[1]。本文通过低标号原生混凝土制成的再生骨料通过研究不同砂浆附着率再生骨料的吸水率、压碎值、干表观密度与配制的再生混凝土的工作性能、力学性能和耐久性能的关系,探明砂浆附着率对再生混凝土性能的影响。研究表明,砂浆附着率对再生骨料的吸水率、压碎值、干表观密度的影响较大,呈近似线形关系,对再生混凝土的强度、初始坍落度、碳化深度和电通量影响较明显,随着砂浆附着率增加有利于再生混凝土坍落度的保持。     

数字图像技术在再生混凝土性能分析中的应用

利用数字图像处理技术,对再生混凝土弯折试件的疲劳破坏断裂面进行了统计研究,得到了其统计特征,分析了再生混凝土疲劳应力水平与骨料脱黏面积比例的相互关系.对骨料与砂浆的边界进行提取,建立了能够真实反映再生混凝土粗骨料分布的二维细观数值模型,为分析再生混凝土的性能提供了重要依据.     

再生面积与除湿面积比率对除湿转轮性能的影响

建立了转轮除湿机单通道内传热传质一维瞬态数学模型,利用麦考马克时间推进方法进行离散求解,对不同再生温度和转速下除湿机稳态运行时出口平均含湿量随再生面积与除湿面积比率的变化做出了预测和分析,并得到了不同工况下最优比率。     

不同性能再生骨料的CO2强化及其碳化率分析

“双碳”背景下,为了加强建筑废弃物的资源利用和减少CO₂气体的排放,利用CO₂强化再生骨料成为主要的措施之一,但CO₂强化不同成分组成和粒径的再生骨料研究相对匮乏。在常温、常压条件下,利用非纯浓度约20%的CO₂分别与不同成分组成和粒径的再生骨料进行碳化作用,并定量表征CO₂强化前后的表观密度、含水率、吸水率和碳化率等参数。结果表明,再生骨料碳化作用后表观密度相对增加,而吸水率和含水率明显降低,与水灰比呈正比;CO₂强化再生骨料的碳化率随再生骨料的水灰比增加而增加,但粒径影响更为显著,粒径越小,碳化率越高,碳化效果好。     

特朗贝墙体冬季集热性能的计算及预测

特朗贝墙体的集热性能对特朗贝墙式被动式太阳能建筑的热性能具有重要影响。本文借助计算程序采用一维热网络模型对特朗贝墙体的集热性能进行了分析计算,计算中考虑了被绝大多数同类研究忽略的空气间层内玻璃盖板侧的自然对流换热,以及玻璃盖板与吸热面的辐射换热。在被动式太阳能建筑中用实测值对被动式太阳房的热性能进行了验证;并基于此计算方法,对特朗贝墙式被动式太阳能建筑的热性能进行了讨论。     

冲缝吸热板渗透型太阳能空气集热器性能研究

介绍了冲缝吸热板渗透型太阳能空气集热器的结构,建立了传热数学模型。采用Matlab程序对传热数学模型进行求解,模拟研究了结构参数、运行参数对集热器热性能的影响。集热器出口空气温度的实测结果与模拟结果的平均偏差为0.99K,证明传热数学模型准确可靠。集热量随吸热板外表面发射率增大而降低,随集热器出口空气流量、太阳辐射强度的增大而升高,随环境温度的增大先降低后升高。集热器出口空气温度随吸热板外表面发射率、集热器出口空气流量的增大而降低,随太阳辐射强度、环境温度的增大而升高。     

自然积尘对平板太阳能集热器性能影响研究

由于大气降尘的存在,平板太阳能集热器盖板表面会积累一定量的灰尘,会导致盖板透光率下降,降低集热器效率。为了确定灰尘自然积累的规律及其对集热系统的影响,以西安市区为例,对倾斜安装的平板太阳能集热器玻璃盖板表面自然积尘进行了为期30 d的测试,得到期间积尘规律。结果表明,在一次长达4天的连续降雨后,积尘密度下降至0.111 2g/m2,对应透光率下降为1.025 1%,大量降雨对积尘起到缓解作用;玻璃盖板表面在自然积尘12 d后其积尘密度为2.401 3g/m2,这使其透光率下降了12.26%;分析发现积尘时间为7 d便可使盖板透光率下降约10%。结合实测数据得到积尘时间与盖板透光率下降值之间的函数关系,为平板太阳能集热系统维护清理工作提供了参考依据。     

低温热水地板辐射供暖系统的性能研究

建立了低温热水地板辐射供暖系统的实验台，根据实验数据。分析了室内垂直方向的温度分布，并对室内温度，地板表面平均温度及不同地面层对地板单位面积散热量的影响进行了研究。得出了地板单位面积散热量随地板表面平均温度及室内温度的变化关系式。     

太阳能平板集热器关键参数对其热性能的影响

为了提升太阳能在建筑能源供给体系中的比重,形式多样的太阳能集热设备及其系统在建筑领域得到了广泛应用。基于机理分析法,建立了具有单层玻璃盖板的管板式太阳能平板集热器的稳态传热模型。并且针对集热管间距、集热管内径、工质入口温度和工质质量流量等关键参数对集热器集热效率的影响特性进行了数值模拟与分析。结果表明,建立的该稳态传热模型是可行的;此外,在其余参数值保持不变的情况下,减小集热管间距或增加集热管内径均可使集热器瞬时效率增大;增大工质入口温度会导致集热器瞬时效率下降;而增大工质质量流量会提升集热器瞬时效率。这些结论对于太阳能平板集热器在太阳能建筑一体化的实际应用中,具有一定的参考作用。     

北京地区太阳能供暖系统集热器最佳倾角模拟分析

对太阳能集热器进行理论分析,运用动态模拟软件Polysun对太阳能热利用进行仿真模拟,分析了北京地区集热器最佳倾角及其最佳方位角,计算得到全年使用时平板型太阳能集热器的最佳倾角及其最佳方位角。     

燃气与太阳能联合供热系统集热器面积优化

根据多项典型燃气与太阳能联合供热系统工程实例,得到太阳能集热器面积与太阳能集热系统造价间的关系。以寿命期内最大净收益为目标,考虑太阳能获得率与天然气价格,优化了太阳能集热器面积。     

太阳能辅助CO_2热泵系统回热器设计及实验研究

在CO2跨临界循环系统中,节流损失相对较大。通过增加回热器的方法以提高跨临界CO2热泵系统的COP。根据相关的换热关联式对CO2热泵系统的回热器进行了设计计算并且进行了相关的实验研究。计算得到的回热器,长度为1.27 m,内管内径6 mm,外管内径13 mm,壁厚1 mm。并且在相同环境工况下,利用自行搭建的CO2热泵系统实验台,分别在有回热器与无回热器时进行了实验研究。实验结果表明:当系统引入回热器后,压缩机排气压力、温度上升,压缩机耗功上升速率加快,制热量增加速率亦加快,且制热量增加速率大于压缩机耗功增加速率,系统制热COP增加,带回热器时系统平均COP达到3.34,无回热器时系统平均COP为3.03,提高约10.2%。     

平板太阳能集热器与墙体不同一体化形式分析

针对平板型太阳能集热器与建筑墙体一体化结构,在贴合式和分离式2种结合方式下,以上海地区典型气象年的典型气象日作为外扰参数,使用状态空间模型对二者的传热特性进行了研究。研究结果表明:2种形式的一体化结构的集热器以及单一集热器的出口温度和有效得热量相互差别均很小。三者出口温度最大差值为0.15℃。夏季时,分离式和贴合式一体化结构全天有效得热量分别占单一集热器的99.89%和97.22%,贴合式一体化结构集热器出口温度和有效得热量都比分离式低。而冬季则相反,且该比例为99.26%和106.65%。夏季时,分离式和贴合式一体化结构通过围护结构的传热量分别占单一墙体的90.83%和40.53%。而在冬季,该比例为96.66%和11.12%。2种一体化结构均能减弱室外气象参数波动对墙体内壁面热流的影响。尤其是贴合式,冬季内壁面热流的波动幅度仅占单一墙体的9.75%。     

真空管太阳能集热系统温度场、速度场模拟

采用三维数学及物理模型对真空管太阳能集热系统的温度场、速度场进行了模拟。集热系统内流体由上升的热流体和下降的冷流体组成,接近蓄热水箱的真空管存在冷热流体混合的回流区。蓄热水箱内呈现明显的温度分层,水箱上部的流体被来自真空管的热射流加热,下部存在一个滞留区,只能通过导热传热。     

平板太阳能空气集热器的数值模拟研究

为评估4种不同类型平板太阳能空气集热器的热性能,本文建立了平板空气集热器的二维稳态CFD模型,对集热器内部空气的流动及热量的传递过程进行数值模拟,并获得了集热器热性能曲线。模拟结果表明,在标准流量下,双流道型(c型)平板空气集热器最大热效率达79.44%,热损系数为5.80,热效率高于其他3种类型的空气集热器,热性能最优。随着空气流量的增加,b型平板太阳能空气集热器由于具有较好的保温特性而表现出更优的集热性能。