工业余热跨季节储热系统优化及经济性分析

以工业余热跨季节储热用于区域供热系统为研究对象,在一个已有的1 MW工业余热系统的基础上,搭建工业余热跨季节储热系统设计方案,通过系统模拟对系统储热、取热过程进行分析。分析结果表明:工业余热跨季节储热适合长周期、大规模蓄热;储热体体积和循环流量应根据系统热源和取热装置特性进行合理匹配,在合理匹配范围内可参考系统经济性确定系统最优配置。最后,通过费用年值法分析优化后的系统经济性,分析表明工业余热跨季节储热用于区域供热成本仅略高于燃煤供热,相比燃气供热具有非常可观的经济性。     

太阳能-土壤储热方式的研究

太阳能-土壤储热是解决地源热泵热源不足问题的重要措施。储热方式不同,集热量、储热量和储热能效比也不同。实验结果表明：当日总辐照量由10 MJ/m2增加至30 MJ/m2时,直接储热模式下日均集热效率由0.474 7增长至0.502 1,日总储热量由63.10 k W·h增长至208.90 k W·h;间接储热模式下日均集热效率由0.359 8增至0.507 2,日总储热量由53.53kW·h增长至195.81kW·h;当日总辐照量高于13.94MJ/m2时,间接储热模式下日均热损率大于直接储热模式日均热损率,且差值逐步增大;直接储热模式日均储热能效比随日总辐照量变化但维持在35以上,而间接储热模式的日均储热能效比范围为15.54～17.28;直接储热模式在张北县更加适用,可以有效提高系统在非供热季的运行效率。     

基于潜热填充床的双向变粒径结构热性能分析

为改善潜热填充床的储/释热性能，提出了一种优化的双向变粒径球形储热单元填充结构，并基于实验室搭建的中高温相变储热实验系统，模拟分析了该结构相较于传统结构对填充床储/释热效率和时间的影响。结果表明，在保证相同储热量下，双向变粒径结构能够有效的提升储/释热效率，延长有效热流输出的时间。其中20:30:20（体积比1:1:1）的双向变粒径结构输出有效热流的时间为6685 s，放热功率为846.1 W，相对于其他的填充结构，综合热性能最好。该研究能够为进一步实现储热系统能量的高效稳定与梯度利用做铺垫。     

太阳能供热系统储热水箱散热机理分析研究

为实施太阳能供热系统改造,将其储热水箱放置于地下土壤中,以便提高保温效果和在冬夏秋季的运行稳定性,从而解决太阳能供热工程的重要技术难题冬夏热量平衡问题。运用模拟计算方法对其在不同情况下的散热效果进行了计算和对比分析,以储热水箱的内外散热温差为衡量标准时,发现不同季节、不同材料及不同性能对水箱的散热都是有影响的,而土壤的湿度对散热的影响程度不大,一般情况下可以忽略不计。这些计算和分析结果,为储热水箱的工程方案设计和运行维护提供了参考。     

光伏直驱的太阳能跨季节储热系统试验研究北大核心CSCD

针对太阳能跨季节储热系统中存在控制复杂、电耗较高等问题,文章设计一种光伏直驱的太阳能跨季节储热系统,并搭建试验平台,探究不同工况下系统电、热性能。结果表明,光伏直驱的太阳能跨季节储热系统运行无需控制系统及市电消耗,光伏电池通过影响水泵输入功率来控制系统流量,系统在2.45 m^(2)光伏电池驱动下,于辐照度420 W/m^(2)时启动。辐照度小于750 W/m^(2)时,流量变化趋势与辐照度变化趋势相同;大于750 W/m^(2)时,流量趋近稳定。该系统晴天与多云天太阳能储热率分别为35.68%和29.12%,较温差控制式系统分别高6.56%和7.29%,光伏利用效率分别为78.60%和86.01%。集热/储热流量比的变化对系统性能影响较小,应关注水泵启停辐照度的合理优化设计及蓄电池等储能装置的加入。     

太阳能斯特林混凝土储热系统传热特性研究

设计碟式太阳能斯特林机混凝土储热系统,并对熔融盐及混凝土传热过程进行理论分析,对混凝土储释热过程进行模拟,运用多目标遗传算法进行优化,得到以下结论：在释热过程,选取290 ℃为流体出口的有效温度临界值,有效释热时间约2.1 h时,流体出口温度约为563 K,释热效率约为71%;高温混凝土和熔融盐沿着流程方向均存在一个温跃层区域,随着时间的延长,温跃层沿着流程方向逐渐向下游偏移,当温跃层移动到出口处时,熔融盐出口温度开始下降,温跃层占据的长度越小,储热系统效率越高;随着导热系数的增加,释热效率及有效释热时间提高。通过TOPSIS对解集进行重新排序分析,最优工况是蓄热量为2885 MJ、换热系数为672 W/（m·K）及储热效率为87%。     

公共建筑储热式地热供暖系统多目标协同优化

储热技术是解决办公建筑地热供暖系统供需难以良好匹配及提高地热能利用率的有效手段之一,然而储热装置的引入将增加供暖系统的投资与维护成本,在一定程度上使系统发展受限。以位于河北省沧州地区的某办公建筑为研究对象,构建了储热式地热供暖系统模型,以综合成本、地热能利用率与碳排放量为优化目标,对系统设备选型及运行策略开展协同优化设计。研究表明,与基准系统相比,增设储热水箱可以明显改善地热供暖系统的性能;合理地控制储热水箱储、放热与热泵机组运行是降低系统成本与碳排放量、提高地热能利用率的关键。在此基础上,确定了储热式地热供暖系统的最优运行策略以及对应的设备选型优化参数。最优运行策略下相较于基准系统综合成本降低30.24%,日均地热能利用率提高11.12%,碳排放量减少46.65%。     

基于相变材料的储热器及其传热强化研究进展北大核心CSCD

相变储热是具有广阔应用前景的储能技术之一,具有储热密度大、相变温度稳定等优点,但相变材料的热导率低制约了相变储热技术的发展。提升相变材料的热导率和储热器件的传热速率是有效的解决途径。针对相变材料热导率强化研究进展有大量综述,而对于储热器件层面的传热强化的总结较少,本文回顾了近10年国内外在储热器及其传热强化研究方面的进展。为适应不同应用需求,不同类型的相变储热器应运而生,根据储热器的工作模式和结构可以分为管壳式、填充床式、板式、热管式4类,本文系统地介绍了4类储热器的工作原理、优缺点以及强化传热研究,主要比较了结构优化后的储热器与传统储热器的传热速率和储/放热性能,结果指出对储热器的内部结构进行改进及拓展外部结构等方法能有效增加储热容量和储/放热速率,对于提高系统相变储热能力具有积极作用,分析表明后续的研究应该明晰储热器内部多相耦合传热机制,增强储热器对动态工况适应能力,拓宽应用范围。     

太阳能采暖系统储热水箱体积匹配研究

以太阳能光热采暖系统的集热面积与储热水箱体积的匹配为研究对象,搭建基于小时级热量流动的太阳能采暖系统模型。基于此模型,对集热面积和储热体积匹配关系对系统运行效率、经济性及安全性的综合影响进行讨论。并以一个典型算例为例,结合经济性分析方法,给出太阳能采暖系统最优集热面积和水箱体积的设计流程。研究表明:单位集热面积匹配储热体积的最优值并非是一个定值,而是与系统的总集热面积有很强的相关性。系统集热面积越大,单位集热面积对应的最优储热体积越大。相应地,系统的热损失也越大,单位集热面积的有效供热量越小。因此,需要从集热量与热损失2个方面综合权衡系统规模,并合理匹配储热体积,以保证系统运行的经济性和安全性。     

试验台架中的金属结构储热释放比例分析

比例化的反应堆热工水力整体试验台架广泛应用于核电站的安全评估试验。比例试验台架往往存在储热释放比例过高从而造成瞬态过程或现象模拟失真。本文从基本控制体热量传递模型出发,分别通过微分方法、流道控制体方法、以及功率积分法分别对储热进行比例分析,分析表明在满足自然循环比例分析准则的条件下,在确定的高度比下选取合适的管径比例和壁厚,能够实现释热过程的瞬态相似模拟。为了简化实际工程设计的分析难度,可采用功率积分法以确保总体储热量满足功率比例要求。最后对ACME台架的储热分析表明其储热释放比例在合理范围内。本文可为相关热工水力试验中有关储热问题的分析和解决方法研究提供一定的参考。