光伏直驱的太阳能跨季节储热系统试验研究

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。

太阳能直驱直储耦合地源热泵系统运行分析研究

针对严寒地区建筑采用传统地源热泵系统会造成土壤温度逐年下降的问题,本文提出一种太阳能直驱直储耦合地源热泵系统,基于TRNSYS建立系统仿真模型,探究长期运行下系统性能变化趋势。结果表明:系统运行一年后储热管群和换热管群土壤温度分别升高1.6℃和0.4℃,改善了严寒地区土壤温度低的问题。运行5年后机组COP和系统COP分别达到了3.87和3.56,分别较系统运行第一年提高9%和8%。

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/m^(2)增加至30 MJ/m^(2)时,直接储热模式下日均集热效率由0.4747增长至0.5021,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0.3598增至0.5072,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/m^(2)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。

带反射板的热管真空管集热器试验研究

为研究反射板对太阳能集热器集热能力的影响,以带有12根Φ58 mm×1800 mm热管真空管的集热器为研究对象,在晴天和多云条件下对带波纹型、平面型、波纹平面型反射板和无反射板的集热器集热能力进行试验。结果表明:带波纹型反射板的集热器日集热量在晴天和多云条件下比无反射板时分别提高25.19%和26.50%,相比平面型反射板高1.15%和1.00%,相比波纹平面型反射板高10.32%和9.96%。在一天内,带波纹平面型反射板的集热器小时集热能力最小,带波纹型与平面型反射板的集热器集热能力在不同时刻相对大小存在差异。当集热器对环境无热损时,带波纹型、平面型和波纹平面型反射板的集热器集热效率比无反射板分别提高10.37%、8.94%和4.15%。

太阳能-埋管换热器增温填埋垃圾技术的性能研究

填埋垃圾的厌氧发酵需要较高的温度,由于中国北方地区冬季的气温低,垃圾填埋场的厌氧发酵速度较慢。为解决这一问题,提出太阳能-埋管换热器增温填埋垃圾技术,建立垃圾填埋体及其周边区域的3D物理模型,采用试验和数值模拟的方法,对垃圾填埋体内部的增温效果和传热性能进行了研究,并对试验结果和数值模拟结果进行了相互对比验证。研究结果表明:埋管密集处垃圾填埋体的温度变化显著,热量向上传递多于向下传递;在晴天白天,埋管换热量呈现先升高后降低的变化趋势;2021年9月23日—12月21日,垃圾填埋体的日平均温度的平均值为36.3℃,增温加热期内,垃圾填埋体传热系数的平均值为32.5 W/(m^(2)·K);随着埋管内水流量在0.4~1.0 m^(3)/h内增加,垃圾填埋体的日平均温度和单位体积换热功率均逐渐增加,且增加趋势逐渐平缓,埋管内水流量增加至1.0 m^(3)/h时,模拟得到的垃圾填埋体日平均温度为37.0℃,单位体积换热功率为52.9 W/m^(3)。

双地埋管群太阳能-地源热泵系统耦合方式研究

针对天津地区办公建筑的负荷特点提出2种双地埋管群太阳能-地源热泵耦合系统(区别为供热季的太阳能直供或储热),进行为期20 a的模拟预测,得出2种系统的最佳运行工况,并对其运行性能和经济性进行分析。结果表明:从运行性能方面看,直供系统运行20 a的平均系统COP可达3.78,比储热系统高5.3%;从追加投资费用和运行费用两方面考察二者的经济性,系统运行20 a直供系统比储热系统少花费0.52万元。

脉冲涡流技术在电站锅炉水冷壁腐蚀检测中的应用

通过对脉冲涡流检测技术原理以及其检测系统研究发现,采用脉冲涡流技术对水冷壁进行检测,无需接触表面便可进行壁厚测量,可快速实现100%的壁厚覆盖。在采用脉冲涡流检测技术进行现场检测时可发现水冷壁受热面均匀减薄以及腐蚀坑。对于大面积均匀减薄处检测结果经UT测量进行验证,测量误差小于10%。此技术可应用于电站锅炉水冷壁腐蚀减薄大面积筛查,相对传统的UT测厚,可以快速准确发现腐蚀区域。