间歇运行下地埋管周围土壤热湿特性实验研究

搭建地源热泵地埋管周围土壤热湿传递的试验台,对初始含水率、防水层、保温层以及相变回填材料等因素对土壤热量和水分传递的影响进行探究。沙箱实验结果表明:竖直埋管的热量会引起周围土壤的温度传递和水分迁移,土壤初始含水率的提高有利于温度恢复和地埋管换热,系统运行期间的温度峰值随初始含水率的增加而降低,防水层、保温层和相变回填材料也会对温度峰值和温度恢复产生影响。温度梯度和水力梯度是引起水分迁移的主要因素,在15%初始含水率时,温度梯度占据主导,驱动水分沿径向向远处扩散;在25%初始含水率时,水力梯度占据主导,水分沿深度向下渗透。

新型太阳能-空气源热泵联合干燥系统设计及枸杞干燥实验研究

为缩短枸杞干燥周期、节约能耗、提高干燥成品品质,设计一种太阳能-空气源热泵联合干燥系统,并在青海省德令哈枸杞产地实地搭建联合干燥系统,分别对75 kg枸杞进行太阳集热器单独运行、空气源热泵单独运行、集热器与热泵联合运行3种模式下的干燥实验。在相同温度设定下,联合运行耗电量较热泵单独运行节电26.4%,且联合运行单位能耗除湿量比热泵单独运行大36%,联合运行具有明显优势。热泵单独干燥模式平均制热系数为3.47,联合干燥模式平均制热系数可达4.72,且二次回热使联合运行单位能耗除湿量显著提高,可达2.91 kg/kWh。

太阳能-空气源热泵联合干燥系统设计及干燥枸杞的实验研究

为缩短枸杞干燥时间,提高干制枸杞的质量,减少能源消耗,本文提出了一种新型太阳能–空气源热泵联合干燥系统。该系统主要由太阳能集热器和空气源热泵机组等设备组成,可以实现太阳能单独干燥、热泵单独干燥和太阳能–空气源热泵联合干燥三种工作模式。本文根据枸杞的干燥特性,分段设定最佳的干燥温度,进行了热泵单独运行和太阳能–热泵联合运行两种工作模式下干燥枸杞的对比实验。结果表明,干燥50 kg枸杞,太阳能–热泵联合运行比热泵单独运行节省了2.9 k W·h电能,若同时除去系统本身的耗能,节省的电能占热泵单独运行耗电量的29.5%。同时,与太阳能单独干燥相比,太阳能–热泵联合干燥具有较高的除湿能耗比,两者最大差值为0.71 kg/(k W·h)。本文提出的太阳能–热泵联合干燥系统具有提高干燥产品的品质、缩短干燥时间和节约干燥成本等优点,适宜推广。

区域能源系统管网蓄冷性能分析及实验研究

为分析管网蓄冷系统的冷损失及蓄冷性能,建立土壤温度场模型、管网冷损与热阻模型,并利用合肥滨湖新区区域能源站管网蓄冷系统进行实验验证。实验得出,管网冷损失功率约占整个能源站额定最大制冷量的6.81%,蓄冷策略供冷较非蓄冷策略供冷耗电量多9.25%,但节费率可达22.26%。可通过加大夜间低谷电价时的蓄冷功率,减少白天的制冷功率来进一步提高经济效益。随着单个能源站服务范围的减少、用户的增加及多能互补的应用,系统能耗会大幅降低。

新型太阳能蜂箱的设计及性能初测

为增强蜂蜜成熟过程中水分的蒸发效果,设计出一种新型的太阳能蜂箱并对其性能进行初步测试。在25、30、35℃的条件下进行蜂蜜水分蒸发的稳态实验,并在自然条件下完成太阳能蜂箱与普通蜂箱动态对比实验。稳态实验结果表明随着实验温度的升高,蜂蜜水分蒸发速率和蒸发量逐渐增大。以2018年3月28日07:00~17:00的实验为例,集热器的热效率处于0.061~0.406之间,全天的平均热效率为0.251。太阳能蜂箱内空气平均流速为0.60 m/s,水分蒸发总量为1.94 g,而普通蜂箱内空气平均流速仅为0.13 m/s,水蒸发总量为1.20 g,蜂蜜水分的蒸发效果提升度最大达到89.53%。初步测试结果为后期在蜂场进一步的研究提供参考依据。

空气净化型Trombe墙的实验研究

传统Trombe墙功能单一,为拓展Trombe墙功能,本文提出一种新型零能耗室内空气净化型Trombe墙系统,结合了太阳能供暖技术和太阳能驱动热催化氧化技术,能同时实现采暖和空气净化。催化剂MnO_x-CeO_2在太阳能全光谱波段展现出优异的光热转换能力。以甲醛气体为模型污染物,搭建了空气净化型Trombe墙系统性能检测平台,进行了全天性的实验,探究了空气净化型Trombe墙系统的空气集热性能和甲醛降解性能。实验结果表明:以合肥地区为例,空气净化型Trombe墙系统具有优异的空气集热性能和空气净化性能。在全天平均辐照强度为380 W/m^2的条件下,空气瞬时集热效率基本在0.1~0.4之间,甲醛瞬时转化率基本在0.3~0.6之间;系统的全天空气集热效率为0.21,系统产生的总干净空气量为284 m^3/(m^2·d),有较好的应用前景。