风力制热技术发展与应用现状分析

风力制热技术是风能的一种利用形式,近年来引发学术界与产业界广泛关注。总结了风力制热技术的内涵;梳理了风力制热技术研发与应用进展;指出了风力制热技术在理论研究、关键设备制备和工程实践等环节的未来发展方向。分析结果显示:风力制热在技术成熟度方面已实现稳步提升,电网效益和经济效益逐渐显现;其中,风电制热和风机热泵制热技术已接近商业化应用的门槛,风力直接制热技术展现出在工程实践中的可行性。以期本研究结果可为后续深入研究提供信息参考。

采用风力制热供暖的经济性分析

风力制热的无污染特点使其具有巨大的开发前景,可用于供暖以减少燃煤消耗所带来的排污量。在风力制热供暖工程的可行性研究中,其经济性分析是项目决策科学化、提高经济效益的重要手段,因此研究风力制热供暖的经济性具有重要意义。文章介绍了风力制热技术的原理,并根据山西大同地区风能数据选定风力制热机型号,计算该台风力制热机提供的热量和相应的省煤量。通过对节省费用与投入成本进行比较显示,在目前不考虑环境因素的情况下所需投资回收期为17.39 a,考虑环境因素的投资回收期为15.94 a,说明目前排污费过低,建议政府为提倡清洁供暖提高排污费以缩短回收期。另外,假设其他条件不变,风功率密度由3级增加到4级可使回收期缩短到9.94 a。

风力制冷系统成本的现值分析

风力制冷作为风能利用方式之一,在解决城市制冷高能耗、农村冷冻等方面都不失为一种简单、可靠、有效的实用技术。开发和应用风力制冷技术对于节省常规能源、改善我国的生态环境都有重要的现实意义。通过对风力制冷技术的特点与应用的可行性分析,预测了风力制冷的市场需求,并对今后我国风力制冷技术产业的发展提出了建议。

风热机组与相变蓄热联合供暖系统建模与仿真

风热机组是一种由风能直接驱动热泵压缩机制热的设备,其制热能力受风速波动性影响存在间歇性特质。因此需在风热机组制热末端引入相变蓄热环节,维持稳定的出热能力。本文选定八水和氢氧化钡为相变材料,进行基于风热机组相变蓄热装置的建模与仿真。将制热量转换为相变蓄热装置入口处的热水温度输入条件参数,采用fluent软件对相变蓄热装置进行数值模拟。结果显示,在不同风热机组输出功率下,供暖水入口流速越快,相变蓄热材料熔化速度越快、熔化越完全,整个系统的热利用率越高,供暖系统的稳定性越可靠。

Experimental Investigation on Mixing Enhancement Mechanism of Turbulent Jet Flow with Tabbed Nozzle

Flow visualization and hot-wire measurement techniques were combined to investigate the influence of the size and number of tabs on jet flow field and vortex structure generation mechanism. Streamwise vortices generated by the tabs of different sizes and numbers were observed from the flow visualization images. Combined with flow visualization, hot-wire measurement gave a quantitative insight of the effect of various tabbed jet flows. Instantaneous two-component velocity signals (longitudinal and transverse velocity components) at different cross sections along radius direction and streamwise direction with different tabbed jet nozzles were measured using hot-wire anemometer. Average flow field parameters of tabbed jet flow such as mean velocity, tur-bulence intensity, vorticity were analyzed and the effects of tabs with different sizes and numbers were compared with that of circular no-tab jet flow. It is revealed that the generation of a series of counter-rotating quasi-streamwise vortices, azimuthal vortices and double-row azi-muthal vortex are the reasons for mixing enhancement of tabbed turbulent jet flow.

风力机直驱蒸汽压缩式热泵系统实验研究

从现有风能直驱式热泵系统存在的突出问题入手,利用软连接管路突破了风能直驱热泵系统硬连接的瓶颈问题,提出新型风力机直驱蒸汽压缩式热泵系统,并对该系统进行了实验研究。实验结果表明,热泵机组制热量随压缩机转速呈近似线性规律,热泵机组COP随转速呈近似指数变化规律,机组存在最佳转速;金属软管阻力损失对制冷剂焓值影响可以忽略,但是对冷凝温度有较显著影响,如需要保证热水温度,则需要提高冷凝压力,相应COP会降低,机组运行稳定,初步证明系统可行。

风制热技术发展及在分散式建筑供热中应用可行性探讨

针对我国农村分散式建筑采暖热源现状及存在的问题,结合我国的风力资源情况探讨利用风力制热技术为风力资源富集地区分散式建筑采暖提供热源的可行性。介绍了几种风力制热的主要方法并进行了技术优劣分析。着重阐述风磁涡流制热技术的优势,总结了风磁涡流制热的研究进展并提出其工程化应用面临的问题。最后对利用风磁涡流制热技术解决风力资源富集区分散式建筑采暖问题进行了展望。