太阳能蓄能/蒸发/集热器性能研究

提出了一种新型的太阳能蓄能/蒸发/集热器,建立了蓄能/蒸发/集热器的相变传热数学模型,得到了充灌石蜡或癸酸的蓄能/蒸发/集热器在蓄能过程中温度场和液化率随时间的变化规律.在南京地区春季典型工况下对充灌水、癸酸或石蜡作为蓄能材料的太阳能蓄能/蒸发/集热器管内温度进行了实验对比研究,结果表明充灌石蜡或癸酸等相变材料,可将白天的太阳能储存下来在夜间利用.并对充灌三种介质的蓄能/蒸发/集热器瞬时集热效率随太阳辐射的变化规律进行了研究,分别拟合得到了瞬时集热效率公式,结果表明充灌石蜡的太阳能蓄能/蒸发/集热器瞬时集热效率最高.

蓄能型振荡热管太阳能集热器热性能

太阳能集热器是太阳能热泵系统的核心部件。该文设计了一种蓄能型振荡热管太阳能集热器,将其应用于蓄能型太阳能热泵系统中,可根据太阳辐射强度切换工作模式,实现太阳能分季节全天候利用,能提高系统热力性能。搭建了蓄能型振荡热管太阳能集热器热性能测试试验台,对振荡热管换热器内充灌不同工质(R134a、乙醇/水、丙酮/水)、集热管内分别利用空气显热蓄能或者石蜡潜热蓄能的蓄能型振荡热管太阳能集热器在白天和夜间工况下的热性能开展了试验研究。结果表明:振荡热管换热器内充灌R134a的集热器,白天工况下集热效率最高,平均集热效率在0.45以上,利用石蜡蓄热时最高达到了0.90;日有用得热量最大,最低可达到7.14 MJ/(m^2·d);夜间工况下供热水水温最高。无论利用空气和石蜡蓄能,白天工况下集热器瞬时集热效率均与太阳辐射强度的变化规律相反。真空管内利用石蜡蓄能的蓄能型振荡热管太阳能集热器,阴雨天其集热效率远高于利用空气蓄能的集热器,平均提高64.0%,夜间供水水温均能保持在50℃以上,高于利用空气蓄热的集热器。该研究可为蓄能型太阳能热泵的推广应用提供参考依据。

蓄能供热型太阳能集热器结构优化

提出一种蓄能供热型太阳能集热器,将太阳能真空集热管、重力热管蒸发段、热泵蒸发器和相变材料集于一体,可有效克服太阳辐射波动性影响,结构紧凑,集热效率高.利用FLUENT软件模拟研究蓄能供热型太阳能集热器内相变材料的蓄放热特性.对比分析集热器内不同结构:重力热管蒸发段和蒸发器管路采用并排布置或三角布置时相变材料的温度场和速度场,结果表明,并排布置方式优于三角布置方式,相变材料完全熔化时间可缩短22.6%,完全熔化时相变材料储存的热量更多.研究集热器倾斜角度对相变材料蓄热/释热过程的影响,结果表明,蓄热过程倾斜放置比竖直放置时相变材料的完全熔化时间缩短了约28%,而释热过程完全熔化时间不受倾斜角度的影响.最后研究了相变材料的相变温度和相变潜热对相变过程的影响,结果表明,在能够满足相变材料蓄热所需的相变温度范围内,应选取相变温度较低、相变潜热较大的相变材料.

内冷蒸发腔式太阳能集热器的设计与实验分析

太阳能是一种绿色清洁能源,高效利用太阳能是绿色发展的重要举措。为高效利用太阳能,设计并制造了一种内冷蒸发腔式太阳能集热器,将线聚焦菲涅尔透镜和复合抛物面聚光器组合成为多级聚光器,并利用内冷式蒸发腔作为接收器。提出了一种复合抛物面聚光器的设计方法,通过光学仿真和实验验证了多级聚光器设计的准确性和太阳能集热器的可靠性。仿真和实验结果表明:根据所提出的方法设计的复合抛物面聚光器可以高效聚光,光学效率达到78.42%;太阳能集热器在有透明塑料盖板密封的实验中,其热效率可以达到98.94%,能够高效吸收太阳辐射能和温室内的空气热量。

蓄能型太阳能溶液除湿蒸发冷却空调系统研究

以实验的方法对采用填料塔式再生器的溶液除湿蒸发冷却空调系统的再生性能进行研究,得出了再生器热源温度在55.5℃工况下的传质系数和热源温度对出口参数有影响的结论.同时发现传质系数平均值约为032mg/(m2·Pa·s),根据实验数据提出提高填料塔式再生器再生性能的方法.同时提出一种蓄能密度高的相变潜能蓄能模式,并在理论上对其进行定量分析,结果表明该种蓄能模式的蓄能密度一般在1000MJ/m3以上,这表明该蓄能方法比常规蓄能方法更为有效.

太阳能-空气能集热蒸发器现状与发展方向分析

一 前言 太阳能-空气能双源一体式热泵是将太阳能集热器和热泵有效结合，从太阳能和空气能中提取热量的高效节能设备，避免了太阳能热泵受时间和天气影响的不足。在空气源热泵的基础上利用太阳能，进一步提高了能效，缓解了空气源热泵在低温环境下结霜导致运行效率低和舒适度下降等问题，是当前国内外学者关注的热点。

太阳能吸收式制冷系统及其蓄能技术研究

在分析国内外现有太阳能吸收式制冷系统的基础上,从太阳能集热器、蓄能形式、辅助热源、吸收式冷水机组以及太阳能集热器与吸收式冷水机组的匹配等方面详细阐述太阳能吸收式制冷系统及其蓄能技术的发展现状,并对太阳能制冷空调系统的控制策略、优化分析及理论研究进行总结,最后指出太阳能吸收式制冷系统及其蓄能技术的发展方向。

基于平板热管的太阳能-空气能双源集热蒸发器性能实验研究

设计一种基于平板热管的太阳能-空气能双源集热蒸发器及由其组成的新型直膨式热泵系统,并对其进行实验研究与分析。实验测试平板热管在制冷剂低温取热条件下的均温性与导热性能,热泵运行工况下集热蒸发器表面温度分布、光电光热性能,以及在不同天气条件不同运行模式下热泵系统性能。结果表明,平板热管在低温取热条件下当量导热系数可达6.8×10^(5)W/(m·℃),集热蒸发器运行时纵向最大温差为3.9℃;在夏季晴朗天气条件下运行太阳能模式制热水时热泵平均COP为3.62;在低辐照阴天下运行太阳能-空气能双源模式与太阳能模式相比,单位面积集热功率提高18.8%,系统平均COP提高5.7%;在无辐照的夜晚,运行空气源模式系统COP为2.54。

极端工况下直膨式多太阳能集热蒸发器并联热泵系统的实验研究

该文建立直膨式多太阳能集热蒸发器并联热泵系统的实验装置,分析在极端工况下,单个太阳能集热蒸发器的热性能和蒸发器阵列的整体热性能及其对系统运行的影响。结果表明在极端工况下,虽然A、B组蒸发器的吸热量存在差异,甚至A组蒸发器出口处制冷剂的过热度接近零,但是系统性能系数COP达3.69,所以蒸发器阵列的整体热性能满足要求;吸热量较多的蒸发器组,其出口处制冷剂过热度大,进一步验证了直膨式多太阳能集热蒸发器并联热泵系统是可靠的。

两种直膨式太阳能集热/蒸发器性能对比实验研究

以直膨式太阳能热泵系统的集热/蒸发器为研究对象,设计一种新型优化集热/蒸发器,通过实验对比测试其在换热能力、温度均匀性、流动压力损失方面与原型集热/蒸发器的差异。研究结果表明:在环境温度为4.7℃,平均辐照度为454.8 W/m~2的工况条件下,采用新型优化集热/蒸发器的系统COP可达到4.3,得热因子为1.752,无量纲压强损失系数为0.05,均优于原型集热/蒸发器,为集热/蒸发器的设计优化理论提供了实验验证。

蓄能型太阳能热泵热水器性能系数的分析

针对太阳能热泵热水器受天气变化影响的问题,提出了一种新型的集热-蓄能-蒸发一体化太阳能热泵热水器,给出了系统的原理、特点、运行模式和集热-蓄能-蒸发器的结构形式.以癸酸为相变材料储存晴天的太阳辐射能,作为热泵在夜间和连续阴雨天时的低温热源制得热水,提高了热泵的制热效率,解决了太阳能间歇性所造成的系统运行不稳定的问题.进行了春季不同工况、不同工作模式的试验,分析了系统的性能系数COP,得出该系统的平均COP为7.56.太阳辐射强度均值为592 W.m-2的天气条件下,COP可达8.9;即使在夜间,COP仍能达到6.4,均高于相同天气条件下普通太阳能热泵热水器的COP,该系统的COP受天气变化影响较小.

一种基于太阳能与蒸发冷却的新型新风处理机组

新风负荷约占空调能耗的30%,减少新风处理能耗对降低空调能耗有重要作用。本文提出了一种将太阳能空气集热器与间接蒸发冷却器相结合的新型新风处理机组,夏季采用间接蒸发冷却器对新风预冷,喷淋水以循环水为主,利用冷凝水作为其补充水,降低了喷淋水的水温,并利用室内排风作为间接蒸发冷却器的二次空气,提高了换热效率;冬季采用太阳能空气集热器对新风预热,并利用间接蒸发冷却器作为一次空气与二次空气的显热换热器来承担部分冬季新风负荷,从而大大减少了新风处理机组的能耗。能耗计算分析结果表明,与传统新风处理机组相比,新型新风处理机组夏季节能36.9%,冬季节能64.0%,静态投资回收期为3.7年,动态投资回收期为4.7年。

蓄能型太阳能热泵系统中复合材料蓄热过程研究

设计了一种分季节蓄能型太阳能热泵热水系统,集太阳能集热容器、相变储能容器、热管于一体,利用Fluent软件对蓄能型太阳能集热器开展了数值模拟,使用Solidification/Melting和VOF模型模拟癸酸/62#石蜡复合相变材料蓄热过程,并采用Boussinesq近似法考虑了自然对流的影响.结果表明,在集热器内只充灌单一相变材料不能满足不同季节蓄能型热泵系统的供热水需求.由癸酸和62#石蜡组成的复合相变材料在蓄能过程中出现了两个相变温度,分别在32.66℃和59.45℃,可以满足本系统不同季节的蓄热需求.蓄热过程中,由于癸酸和62#石蜡本身密度差以及浮升力的影响,真空管纵向截面出现了温度分层现象.结果可为复合相变储能材料的推广应用提供可靠的理论依据.

基于肋片式集热板的直膨式太阳能热泵

将一种新型肋片式集热器/蒸发器应用于直膨式太阳能热泵热水器,对其进行实验研究,并提出一系列优化方案。由于集热器表面温度通常低于环境温度,集热器除了从太阳辐射中吸收热能,还能从空气中吸收部分热能,集热效率较高。相同外形尺寸条件下,新型集热器较吹胀板集热器有更大的换热面积。实验结果表明,在天气晴朗的秋季,将150L水从20℃左右加热至50℃,热泵的平均供热性能系数(COP)能达到5.37,即使在环境温度为18.6℃的小雨天气,系统平均COP依旧能够达到3.43。对实验样机建立仿真模型,并针对新型集热器提出一系列优化方案,计算机模拟结果表明,经过优化,在晴朗天气将150L水从20℃加热至50℃,系统的平均COP可达到6。

蓄能型溶液除湿蒸发冷却空调系统中除湿器研究

对蓄能型液体除湿蒸发冷却空调系统中的除湿器进行了深入的研究 ,发现不同类型的除湿器的除湿效率相差很大 ,而除湿器是空调系统的主要部件 ,因此系统性能受除湿器选型的影响很大 .本文针对除湿器的除湿原理 ,提出了一种以水蒸汽分压力差作为判据的方法 ,分别对顺流、逆流和叉流三种型式的除湿器进行了理论分析 ,同时建立了等温吸收的数学模型 .用计算机进行了求解和模拟分析 ,对三种型式的除湿器进行了评价和比较 ,得出了影响其性能的主要原因 。

太阳能有机朗肯循环低温热发电关键因素分析

分析了一种以有机朗肯循环(ORC)和复合抛物面集热器(CPC)为主要组成的太阳能低温热发电系统,设计了旨在增强ORC发电的稳定性及减小换热流体与有机工质传热温差的新型系统结构,建立了系统的数学模型,并结合合肥地区的气象数据进行了数值模拟。结果指出有机工质蒸发温度、集热器倾斜角调整方式、蒸发器级数等参数是系统优化的关键因素,当工质蒸发温度为119℃,蒸发器为两级,集热器倾斜角年调整6次时,系统年发电能力为87.1kW·h·m-2。

溶液除湿蒸发冷却系统及其蓄能特性初步研究

针对除湿蒸发冷却系统的优势和特点 ,对利用太阳能或其他低位热源作为再生热源的系统进行了研究 ,并就该系统的蓄能特性进行了初步的理论分析 .与传统的冰蓄冷相比 ,其同体积的蓄能能力要高 3～ 5倍 ,其空调系统理论ηCOP值达到 1 .2 1 。