太阳能热风蓄热地板蓄放热特性的数值分析

本文提出一种拥有特殊内部管路(主管+支管)的太阳能热风蓄热地板结构,采用数值模拟研究方法,分析在主管支管共同作用下,关键设计参数对蓄热地板的蓄放热特性的影响,为新型太阳能热风-地板辐射供暖系统的设计、运行提供参考依据。研究结果表明,当主管支管管径比为2、风道面积比为1时,随着热风流量变大(65m³/h、160m³/h、255m³/h),热风向蓄热地板的传热作用和蓄热地板的蓄放热能力也越强,也能构建更加均匀的室内温度场。

电力市场化改革背景下电蓄热供热项目最佳蓄热率分析

蓄热率是电蓄热供热项目设计的关键指标,影响系统设备配置、电力增容需求及运行成本。随着全国加快电力市场化改革,电力价格波动增大,此类项目早期的相关边界条件与经验已不适用。为剔除电力低谷时段热负荷对蓄热率的影响,本文定义了用热量转移率,介绍了电蓄热供热项目最佳用热量转移率分析方法,并结合案例项目进行了说明。同时分析了用热量转移率对蓄热装置利用率和高峰、低谷、平时段用电量的影响,以及峰谷电价差及电力增容费对最佳用热量转移率的影响,可为该类项目提供参考。

金属框架相变蓄热单元的蓄热特性研究

为研究金属框架的参数对相变蓄热单元传热性能的影响,建立二维模型,并利用Fluent软件对相变蓄热单元中金属框架的形状、半径及热源位置对熔化的影响进行数值仿真。通过分析金属框架对相变蓄热单元传热和自然对流的影响规律,得出以下结果:在四种不同的物理模型中(无金属框架以及三角形、四边形、圆形金属框架),与无框架组相比,圆形框架、四边形框架、三角形框架的熔化时间分别减少了22%、16%、15%。选择圆形的金属框架进行后续的研究,结果表明,当圆形金属框架的半径为50 mm时,换热效果最佳。

治理工业恶臭废气用简易型蓄热催化燃烧装置

聚焦工业恶臭废气处理技术领域,设计出一种简易型治理工业恶臭废气的蓄热催化燃烧装置。该装置燃烧炉两端分别设有进气管道和出气管道,为燃烧装置的基体组件。燃烧装置的净化组件包含矩形框表面开设的与进气管道内腔通道连通的贯穿口,通过两组竖向移动交替工作的滤气板去时刻保证过滤气体的效率和质量,在滤气板替换后,通过向滤气板表面注入旋转的水流,能够持续清理其表面附着的颗粒杂物,同时防止水流流入至进气管道内,且在滤气板交替移动时,还能够带动联动杆同步移动,使其端部移动插入L型密封导管内,将L型支杆向前推动,带动推料环于出气管道内移动,进而能够对出气管道内壁附着的少量杂质进行同步清理,时刻保证气路通道的通畅。净化组件显著降低了燃烧装置后续维护的工作强度,具有很好的实用价值。该废气燃烧装置整体结构简单、可控性好、实用性强。

新型相变蓄热材料及空气集热器在越冬番茄生产中的应用

将新型相变蓄热墙体材料和多曲面槽式空气集热器引入砖墙日光温室开展越冬番茄生产,可令温室内最低温度提高1.91~3.60℃,保障了番茄正常越冬生产,每667 m^(2)产量达11 949~12 250 kg,同比增产3 477~3 748 kg,增收17 385~18 740元,增效1 798~3 153元,两者联合使用可以作为日光温室越冬低能耗增温保温方案。日光温室是北京及北方地区冬季“反季节”蔬菜生产的重要设施,在提高冬淡季果类蔬菜供给能力、丰富市民“菜篮子”、提高城市应急保障能力、增加农民收入方面发挥着重要作用。

蓄热式热氧化器控制系统设计与实现

为了提高蓄热式热氧化器(Regenerative Thermal Oxidizer,RTO)在PVC手套制造业废气治理中的净化效率,根据该行业产生的废气特点,设计了一种三室RTO工艺流程,并开发了与之配套的基于PLC的自动化控制系统。首先,根据RTO工艺流程和监控需求,构建了硬件控制系统。然后,从提升阀自动换向、废气风量调频控制和PID温度调节控制等功能方面设计了软件系统,确保了RTO的高效自动化运行。进一步地,通过TCP/IP协议,构建了PLC、触摸屏和工业网关之间的以太网连接,并设计了直观易操作的触摸屏监控界面,实现了RTO系统的本地监控和基于云服务器的远程在线监控功能。最后,利用实际生产应用中的温度和频率数据对RTO系统的安全可靠性进行验证,实测数据表明,该控制系统不仅运行稳定且可靠,而且显著提高了废气的净化效率,净化效率高达99.3%。

不同土质条件下土壤蓄热特性的数值模拟研究

选取严寒地区、寒冷地区、夏热冬冷地区典型地源热泵作为研究对象,建立地埋管及周围土壤的物理模型,根据不同地域的地质条件,为土壤区域设置不同的热物性参数及分层数,对整个蓄热季的地埋管及周围土壤的换热情况进行数值模拟,探究地质条件对地源热泵换热特性及土壤蓄热量的影响。结果表明,由于所选各地区土壤热物性参数及分层数不同,整个蓄热季后土壤蓄热量差异较大,严寒地区、寒冷地区、夏热冬冷地区土壤蓄热量分别为949.251 MJ、1 031.122 MJ和709.225 MJ。受土壤各层热物性参数差异影响,同一地区各层土壤的热量传递半径及升温速率也存在较大不同。粉质粘土层热量传递半径大,中粗砂与淤泥质粘土层温度提升快。此外,在整个蓄热季中,受土壤热容增大影响,蓄热效率呈现出下降趋势,在实际运行过程中应采用间歇蓄热,提升蓄热效率。

玻璃窑炉蓄热室维护探讨

浮法玻璃熔窑关键部件的日常维护是延长窑炉使用寿命、延长整条生产线使用周期、提高经济效益的根本。以浮法玻璃窑炉蓄热室常见问题作为探讨对象,重点探讨了蓄热室堵塞的原因、影响及常见的处理方法等。同时,还提出了一些有效的日常控制及预防治理方法,为延长窑炉使用寿命提供了有益的参考。

热电厂蓄热罐控制方案设计

为解决集中供暖地区风、光等清洁能源消纳问题,常采用的措施是在热电厂设置蓄热罐实现热电解耦,完成深度调峰。本文针对蓄热罐的工艺特点,给出蓄热罐的控制方案。通过分析供热机组接收热网及电网调度的流程,结合电网侧调度控制的最新研究成果,给出带蓄热罐供热机组的控制及运行方式建议。

集成蓄热装置的火电机组调峰特性分析

【目的】随着新能源的大规模发展,新能源出力不确定性和波动性问题展现出来,而为了弥补新能源出力缺点,火电机组承担起了调峰作用。为了提升火电机组的调峰能力,对其调峰特性进行了研究。【方法】首先,以某350 MW供热机组作为分析对象,应用仿真软件搭建热力系统模型,并验证该模型的精确性。其次,以蓄热系统为辅助系统,研究机组在满足供热需求情况下的机组调峰能力,并分析蓄热等储能单元对机组调峰能力的影响。最后,采用启发式粒子群算法对蓄热水罐运行策略进行优化,得到随热负荷变化的储热罐最优运行模式。【结果】通过蓄热水罐与火电机组耦合的方法有效提升了机组的调峰和供热能力,并提出可以根据实际热负荷数据确定最大化收益的运行模式。【结论】该方法对机组的运行策略具有指导意义。

大型蓄热球罐温度场的模拟与试验研究

基于新型储能如兆瓦级压缩空气储能和含高比例新能源电力消纳对于大规模、高中温介质储能技术的实际需求,采用大型承压球罐作为蓄热容器的工程项目越来越多,球罐具有相同容积表面积最小、承压能力比柱罐更高等明显优势,但也因球罐其特殊的形状,在水的斜温层蓄热应用上较少。本文采用了仿真和试验的方式研究了大型蓄热球罐在高参数水蓄热和放热过程中内部温度场,对比分析了罐体内温度变化、斜温层水容积、球罐蓄热效率。试验结果表明通过布水优化设计,200 m^(3)球罐的实际蓄热效率超过91%。本文研究结果验证了球罐作为一种新的水蓄热容器特别是在冷热同罐的高参数水蓄热系统上的可行性,为后续大型中温球罐蓄热系统设计、应用提供有益参考。

高原太阳能供暖蓄热系统保温及容积设计方法

针对西藏高原强太阳辐射、大温差及低气压的特殊气候条件,分析了高原太阳能蓄热体的热损失特征,归纳了典型高原地区的阴天概率分布,计算了当地太阳辐射规律与建筑热负荷规律。通过模拟分析得到了太阳能供暖蓄热体的年热损失量与集热蓄热比、蓄热容积之间的函数关系,推荐给出了适宜于高原地区的保温材料及不同蓄热模式下的保温厚度,并给出了不同蓄热周期、不同供暖末端热媒温度的蓄热容积推荐值,结果可供高原太阳能供暖蓄热系统精细化设计参考。

区域太阳能供暖集中式与分散式组合蓄热系统形式探讨

传统区域太阳能供暖系统通常采用集中式蓄热水体,往往难以兼顾由于供暖末端不同造成的热用户用热品位的差异,而以区域内高温用热末端的供水温度确定供暖系统水温,导致区域太阳能供暖系统运行温度偏高,从而造成集热系统效率低、蓄热和输送热损失大等问题。基于此,本文提出了区域太阳能供暖集中式与分散式组合蓄热系统,介绍了该系统的工作原理,分析了组合蓄热系统与传统蓄热系统的特征与区别,探讨了组合蓄热系统运行特性、分散水箱分布形式、容量设计与匹配、运行调控策略及综合效益评价等方面需研究的关键问题。

单罐复合陶瓷填充床蓄热系统热性能研究

基于1 kWβ型碟式太阳能斯特林发电系统,建立三维、瞬态单罐填充床蓄热数值模型。按不同比例制备陶瓷石墨复合材料,通过热物性与机械性能表征,采用m(高炉矿渣)∶m(石墨)=8∶2的复合材料作为储罐填料。结果表明加入填料后不同初始条件下斜温层厚度比纯水蓄热罐可减少37.5~70.0 mm,蓄放热效率提高约6%;通过π定理采用多元回归方法建立斜温层厚度与各初始条件数学模型,分析了入口流速、蓄热温差、罐体高径比、填料等对蓄热罐斜温层厚度的影响,得到斜温层厚度比无量纲函数关系式;蓄热过程增大入口流速、减小颗粒粒径,达到热平衡时间越短。

碳纳米管直径对石蜡相变蓄热性能的影响

针对石蜡导热性差、蓄热效率低等问题,利用含碳材料的高热导性改善石蜡蓄热性能。将8~12 nm、10~20 nm、20~40 nm三种不同直径的碳纳米管粉末,以5%的质量分数加入到石蜡中,研究不同碳纳米管直径对石蜡蓄热性能的影响以及碳纳米管/石蜡复合相变材料各向导热特性。实验结果表明:随着碳纳米管直径的减小,复合相变材料的比热容和潜热值降低,与纯石蜡相比,相变温度约降低1℃,潜热值下降2.6%~3.4%,比热容减小16.2%~16.5%。导热系数及热扩散率提高,缩短了石蜡融化时间,8~12 nm的复合材料融化时间缩短18.2%~46.7%。垂直方向的温度均匀性也得到有效改善。小直径的碳纳米管对石蜡复合相变材料蓄热特性具有较好的改善效果。

一种墙体蓄热量的评价方法研究

针对目前围护结构蓄热性能评价方法和指标不能有效评价蓄热量的问题,该文基于“日间热容”概念和有限差分法,提出一种新的围护结构蓄热性能评价方法和相关指标。该方法可获得围护结构逐时动态蓄热量、不同构造层次的蓄热情况以及材料层和围护结构在一定时间段和一定面积内的累积蓄热量。以一个简化的建筑模型为例,运用该方法得出建筑不同朝向、不同部位围护结构各材料层的蓄热量情况。该文的方法可为建筑围护结构实际蓄热效果提供系统全面的定量评价,为太阳能建筑分朝向、分部位的蓄热设计提供方法和依据。

三套管式加肋相变蓄热单元的强化传热特性

相变蓄热技术在利用工业余热、太阳能等解决热能与用户之间的供需不平衡问题方面起着重要的作用,然而受相变材料自身物性的限制,蓄热熔化时仍存在蓄热速度低、熔化不均匀等问题。本文以三套管式相变蓄热单元为基本结构,利用FLUENT软件模拟研究了在考虑自然对流情况下添加纵向肋片的不同参数(肋片数量、长度、厚度、偏心距及肋片排布方式)对三套管式相变蓄热单元蓄热性能的影响。结果表明,三套管式蓄热单元内外双壁面共同加热,与普通套管式蓄热单元相比,换热面积增大,相变材料全部熔化需要的时间缩短;加装纵向直肋片的三套管蓄热单元的熔化速度进一步加快,相同数量肋片下,肋片的长度和厚度是影响蓄热单元蓄热量与平均蓄热速率的主要因素,肋片长度占相变材料区域径向长度的50%时,蓄热单元的熔化速度加快幅度明显且蓄热量与平均蓄热速率较高。通过优化设计,发现内管向下偏移距离e对相变材料的熔化过程作用显著,偏心距离较短时相变材料完全熔化所需时间最少,相比光滑管蓄热单元,相变材料的熔化速率提升了48.5%,偏移距离过长则会延长蓄热时间;通过加密蓄热单元底部外层肋片的排布,蓄热单元的熔化进程有不同程度的加快,总体蓄热速率较原肋片结构有所提高。

蓄冷蓄热技术

简要介绍了蓄冷蓄热技术的应用与发展现状,归纳了蓄冷蓄热空调系统的原理和技术特点,提出了中央空调系统(包括采暖)采用蓄冷蓄热技术的诸多优势、宏观(社会)效益和微观(用户)效益以及对电网“移峰填谷”的重要作用;并例举出常州市金禧园生活小区蓄能中央空调系统运行情况的工程实例。

不同压缩比螺旋翅片对相变储能罐蓄热的影响机制

在传统螺旋翅片基础上提出3种不同压缩比的螺旋翅片结构。首先数值模拟不同压缩比的螺旋翅片储能罐相变材料的熔化过程;其次,讨论4个储能罐中温度场和固液界面的演变情况;再次,分析液相分数、平均温度和平均努塞尔数的变化趋势;最后,对比不同压缩比下相变材料的总蓄热量、熔化时间和平均蓄热速率。结果表明:设计压缩比合适的螺旋翅片可有效促进储能装置相变材料的熔化,减轻下部温度垂直分层现象,增强相变材料的自然对流,提升相变储能罐的蓄热性能;随着压缩比的增加,蓄热速率呈先增加后减小的趋势,而完全熔化时间则先减少后增加;与无压缩螺旋翅片的储能罐相比,当压缩比为3时,石蜡完全熔化时间缩短27.27%,平均蓄热速率提升33.33%,但当压缩比增加到7时,平均蓄热速率反而下降25%,完全熔化时间增加34.67%。

翅片增强空气式相变储能装置蓄热性能模拟研究

目的为解决空气式相变储能装置中存在的蓄热时间过长等问题,探究该装置蓄热性能的优化措施。方法利用FLUENT仿真软件对添加不同体积分数、厚度和高度翅片空气式相变储能装置的温度场进行数值模拟,并对模拟结果进行比较分析。结果翅片体积分数为15%,厚度为8 mm,高度为14 mm时,空气式相变储能装置蓄热时间缩短最显著,可缩短46.97%。结论翅片的添加对相变储能单元的熔化具有促进作用,通过优化翅片体积分数、厚度和高度参数,可以提高空气式相变储能装置的蓄热性能。