高寒地区平板热管式太阳能集热系统热性能研究

基于呼和浩特地区高寒气候条件,搭建两组完全一致的平板热管式太阳能集热系统,通过实验对比分析太阳辐射强度、传热工质流量、集热板表面积尘等因素对集热器瞬时集热效率以及系统热性能的影响。结果表明,在同等外界条件下,集热器的集热效率随着工质流量的增加而增大,集热效率与太阳辐射强度变化趋势相近,随积尘密度的增加,集热板表面积尘导致系统的得热量减少,集热性能下降。

热电自驱式太阳能空气集热器设计及其性能研究

为提高太阳能空气集热器效率和实现自供能运行,提出一种热电自驱式双流道太阳能空气集热器结构,并针对该集热器的传热及热电转化过程进行分析,建立了稳态条件下的数学模型。在验证模型可靠性的基础上,模拟研究了空气质量流量和双流道空气流量分配对集热器发电量、功耗和效率的影响。结果表明:集热器在空气流量0.05 kg·s^(-1)工况下,热效率和热电综合性能效率分别高达90.58%和91.34%;在所研究的工况下,下流道空气流量占总流量的70%以上时,可保证集热器具有较高的热效率及热电综合性能效率。

光伏双层窗的综合性能研究

在香港地区建立了光伏窗综合性能实验台,对单层光伏窗、双层光伏窗、通风双层光伏窗等3种结构的光伏窗性能进行对比实验,研究了3种光伏窗结构对建筑得热、建筑采光和光电转换的不同影响。结果显示,在亚热带气候地区的夏季,通风双层光伏窗可以明显减少建筑得热,降低空调负荷,同时还降低了光伏电池温度,有利于光伏玻璃的稳定运行和效率提高。

我国不同气候地区夏季相变墙房间热性能模拟和评价

利用我们提出的分析相变墙房间热性能的理论模型 ,并藉该文献提出的两个评价房间夏季过热不舒适程度指标———“累计日室内温度不舒适度”IDCT和“累计日室内综合温度不舒适度”IDC,分析了采用相变墙建筑适用的气候条件 ,并通过数值方法模拟和评价了相变墙房间在我国不同气候地区的使用效果 ,说明了相变墙建筑在我国不同地区使用的优点和局限性。

夏季“空调”型相变墙热设计方法

建立了分析夏季结合夜间通风的相变墙房间热性能的理论模型 ,提出了评价房间夏季过热不舒适程度的“累计日室内温度不舒适度”IDCT和“累计日室内综合温度不舒适度”IDC两个指标。对于给定的气象条件和给定的相变墙房间 ,讨论了夏季“空调”型相变墙的优化设计方法 。

太阳能—低温热管地板辐射供热系统实验研究

为将低品位太阳能直接应用于建筑供暖,对一种太阳能—低温热管地板辐射供暖系统进行了实验研究。在天津地区冬季条件下、供水温度为35～45℃时,针对非节能建筑的房间负荷(30～60 W/m^2)进行了该系统各部件和系统整体性能的实验。实验结果表明:供水温度35～45℃即可满足采暖要求;太阳能保证率受供水温度影响显著,供水温度升高10℃,太阳能瞬时保证率减小5%;晴朗白天,室外平均温度-0.72℃,平均太阳辐照度425.1 W/ m^2,太阳能瞬时保证率近似为1;阴天室外平均温度-1.55℃,平均太阳辐照度220.5 W/m^2,太阳能瞬时保证率随供水温度和负荷的变化而变化,范围是0.52～0.96。实验证实:该系统能提高太阳能热利用的经济性,热管地板传热性能优于塑料埋管地板,供水温度可以比常规塑料埋管地板的要求降低约5℃。

两种新型太阳能通风窗在香港地区的实验研究

介绍了两种新型太阳能通风窗的原理和结构,以已有的控温热箱为基础,建立了太阳能通风窗实验平台,在亚热带气候条件下,对普通单层窗、自然通风双层窗、强迫通风双层窗进行了对比实验研究。结果显示,相对于普通单层窗,在基本满足室内采光要求的前提下,自然通风双层窗可以减少室内得热的38%;强迫通风双层窗可以减少室内得热的62%,明显降低了空调系统的冷负荷和能源消耗。

独立光伏空调系统冬季采暖性能分析

对一种独立光伏空调冬季热泵运行特性进行实验研究。实验表明，系统在上海地区冬季白天的采暖中，太阳能可提供空调运行所需的77．7％电量，夜晚蓄电池可提供空调运行的全部电量，但到第2天尚未被充满。系统中逆变器的效率在61％一74％之间，影响系统的整体性能。此外，还对蓄电池的性能进行分析，并对系统的改进提出建议。

空冷型光伏双层窗在华东地区的热性能模拟分析

从实际制作工艺出发,设计空冷型光伏双层窗,建立理论模型。以合肥为例,对华东地区的办公室进行了性能模拟并与普通光伏窗和中空型光伏双层窗进行了对比分析。结果表明:虽然在冬季采暖季节,空冷型光伏双层窗得热量低于单层光伏窗和中空型光伏双层窗,但是相比于单层光伏窗和中空型光伏双层窗,空冷型光伏双层窗更加能够有效地抑制夏季室内得热,减少了夏季室内冷负荷,分析结果将为光伏电池在建筑窗体上的应用提供参考依据。

一种全新型太阳能供热与制冷联合循环复合系统──Ⅰ.系统构造思想

提出一种利用太阳能作为驱动热源的固体吸附式制冷与供热联合循环方法，描述了太阳能制冷与供热联合循环的工作原理，并对循环装置内各子系统部件的热力循环过程和能量转化过程作了理论分析与计算说明。采用该联合循环装置，可实现用同一集热器白天加热的热水供夜间使用。

太阳能采暖系统在新农村建设中的应用研究

介绍了太阳能采暖系统的组成,对系统中太阳集热器的形式、安装角度及集热器面积等问题进行了探讨,分析了太阳能采暖系统的成本和经济效益,认为太阳能采暖系统在我国农村建设中具有广阔的应用前景。

北方地区办公建筑夜间通风适用性分析

根据我国北方严寒和寒冷地区167个气象台站典型气象年气象数据,定量分析夜间通风降温技术在我国北方严寒和寒冷地区的气候适宜性,以"气候降温潜力"作为指标量化分析夜间通风的适用性,得出各台站夜间通风气候降温潜力值,并结合地理信息系统(GIS)的分析软件给出夜间通风气候降温潜力分布图,将分析结果可视化。

地源热泵的节能机理

探讨了地耦管地源热泵的系统设计,通过对地耦管热泵样机的示范工程研究,阐述了地源热泵节能机理,得出了相应条件下的性能系数,并给出了相关计算式。

三种低倍聚光比的CPC的实验对比研究

设计和制作3种不同聚光比的非跟踪复合抛物面聚光器(CPC),并基于光学软件模拟3种CPC的光学效率。搭建开口面积均为1.05 m^2聚光比分别为1.50、2.00和3.00的真空管CPC实验系统。测试进口温度分别为14、30、50、70和90℃时3组CPC的集热效率,拟合得出1.50×CPC、2.00×CPC和3.00×CPC的截距效率(光学效率)分别为0.699、0.682和0.660,热损系数分别为1.42、1.09和0.69。结果显示在较低集热温度下,1.50×CPC具有更高的热效率;在较高集热温度下,因低倍CPC热损的增加,3.00×CPC具有更高的热效率。

燃煤电厂脱硫废弃物用于改性生土材料的研究

使用煅烧脱硫石膏和流化床固硫灰改性生土材料,可利用煅烧脱硫石膏凝结硬化快的特点实现快速生产,利用固硫灰的水硬性提高生土材料的强度和耐水性。随着煅烧脱硫石膏和固硫灰掺量的增加,生土材料抗压强度明显提高,干燥收缩显著降低,耐水性大幅提高。脱硫废弃物掺量40%的生土材料,28d抗压强度可达到4.0MPa,抗折强度超过1.0MPa,相比传统生土材料提高1倍以上,28d干燥收缩低于1.0mm/m,软化系数可达到0.5。

基于稳态分布参数模型的光伏蒸发器的数值模拟

该文采用分布参数法,从制冷工质动力学原理出发,根据平衡均相流理论,建立了光伏太阳能热泵光伏蒸发器的稳态分布参数模型。通过数值模拟对光伏蒸发器在给定的太阳辐照强度、环境温度以及制冷工质不同的进口流速下,工质的平均比焓、空隙率、干度、温度、压力等参数沿制冷管道的分布、蒸发器的温度和光伏电池发电效率的二维分布等进行研究。了解这些参数的分布情况对研究光伏蒸发器的光电、光热性能具有十分重要的意义,可作为蒸发器结构以及系统设计的依据,为系统的优化奠定了一定的理论基础。

太阳能与土壤源耦合供暖系统的实验研究

在分析太阳能、土壤源热泵及联合供热特点的基础上,研究了太阳能热泵独立系统、土壤源耦合热泵系统运行模式的制热性能和节能效果,建立了太阳能蓄能-热泵耦合热泵系统的供暖模式及优化模型。通过采暖季初期的太阳能蓄能、供暖,土壤源热泵独立供暖及太阳能-土壤源耦合热泵供热的实验研究,验证了太阳能-土壤源耦合热泵供暖模式的可行性和经济性,对比了太阳能-土壤源耦合热泵与单独运行土壤源热泵的系统性能。在整个供暖期内,太阳能-土壤源耦合热泵系统热泵机组平均COP为4.33,系统COP为3.98,系统性能优于任一独立系统。对于热泵容量2.5kW的实验机组,供暖系统冬季可节电2100kWh,综合经济效益显著。

西北地区居住建筑太阳能采暖保证率

分析了拉萨、西安和西宁三地居住建筑在不同层数和保温要求组合条件下的采暖负荷;研究了拉萨多层居住建筑热负荷随窗墙面积比变化规律,以及单层传统民居在不同保温状况及有无附加阳光间时的热负荷.结果表明:各地的太阳辐射强度决定地区间的太阳能采暖保证率差别;太阳能采暖保证率随楼层减少、南向窗面积增大而升高.若对拉萨单层传统民居采取保温措施,并设置阳光间,可明显降低主动太阳能采暖集热器面积.

两种全玻璃真空管型太阳集热器集热系统动态特性比较

利用实验研究全玻璃真空管型集热器热模型的结果表明,全玻璃真空管内的容水热容对太阳能热水系统动态特性的影响不容忽略,应在模拟采用的方程中包含热容项。冬季采暖工况下比较全玻璃管及U型管式全玻璃真空管型集热器组成的太阳能热水系统的热性能:集热器的出水温度、水泵的运行、有效集热量等,结果显示,在不考虑热容影响情况下,全玻璃管集热器系统的集热量、热效率稍大于U型管式系统。但考虑实际存在的管内容水热容的影响后,U型管式全玻璃真空管型集热器系统却明显大于全玻璃管真空管型集热器系统。通过不同气候条件下的4个典型地区的模拟结果显示,2种集热器集热系统,U型管式全玻璃真空管型集热系统有相对较高的集热效率。对于容水量差距较大的集热器,完全依靠集热器截距效率、热损失系数难以完全评判太阳能集热系统的有效集热能力。

基于动态分布参数模型的光伏太阳能热泵系统的数值模拟

采用分布参数法,根据平衡均相流理论,建立了光伏太阳能热泵(PV-SAHP)系统的动态分布参数模型。通过数值模拟对系统在动态工况下的光电光热性能进行研究。研究结果显示 PV-SAHP 系统具备优越的光电光热性能,系统的 COP 为3.1～5.8,全天的平均值为4.8,明显高于普通的风冷热泵;系统光电转换效率为12.38%～13.31%;系统全天的平均光电功率为375W,相当于系统平均功耗(474.8W)的79%。对模拟结果进行对比分析后发现系统光电光热性能主要由太阳辐照强度所决定,并受环境温度的影响。