太阳能光伏光热/催化净化复合技术的研究进展

太阳能光伏光热综合利用系统(PV/T)可产生电能和热能,综合效率大幅提升,但仍存在功能有限、全光谱利用率不高、对回收热能利用形式单一等问题。针对当前PV/T存在的问题,提出太阳能光伏光热/催化净化复合技术的新概念、新系统和新功能。该复合技术实现发电、采暖和净化等多样化功能,并开发了多种太阳能光伏光热/净化建筑一体化系统,不仅进一步提高了系统的综合利用效率、增强了功能性,且提升了室内热环境和空气品质。该文介绍了作者近年来的研究,包括光/热催化型Trombe墙系统、光/热催化型光伏光热复合墙系统、光/热催化型光伏通风窗系统和光伏光热/热除菌杀毒系统,拓展了太阳能光伏光热建筑一体化系统的研究和应用,为实现太阳能在建筑上的高效多功能利用以及营造健康舒适的室内环境提供新方法。

基于WSN的智能建筑综合控制系统研究

研究智能建筑中"智能"的实现条件,和传感信息在"智能"中的重要作用;分析了现有智能建筑综合控制系统在"智能程度"、"信息资源成本"、"系统扩充与开放性"等方面的严重缺陷,给出了采用无线传感器网络(WSN)的解决方案;按照基于WSN的方案,建立的智能建筑综合控制系统,集分布式信息获取、多层信息融合、海量知识存储、集中式智能决策于一体。研究目的是为建筑节能控制提供系统平台。初步的研究结果表明:该方案"智能"程度高、功能扩展容易、节约布线成本、维护方便,是智能建筑领域值得推广的重要研究方向。

基于嵌入式的建筑能耗数据采集器的设计

在建筑能耗监测系统中,建筑能耗数据采集器是实现建筑能耗数据分类、分项采集的关键设备。建筑能耗数据采集器负责采集监测区域内的电、水、燃气等计量装置的计量数据,同时也需要具备能耗数据本地分析、存储和网络转发的功能。介绍一种基于S3C6410 ARM11平台的建筑能耗数据采集器设计方案。该方案通过Internet方式实现与上级数据中心的数据通讯功能,使用RS-485总线完成各种能耗计量数据的采集。该设备配备了SD卡存储器和USB扩展接口模块。描述了建筑能耗数据采集器的硬件组成和软件设计,并给出详细的硬件结构设计方案。

储热对中深层套管式地埋管供热系统能效提升的影响

针对中深层套管式地埋管供热系统长期运行存在地下岩土冷堆积、系统取热能力下降等问题,文章建立了中深层套管式地埋管换热器传热数值模型,基于有限差分法对控制方程进行离散,采用实验数据验证模型的准确性。分别研究了储热水温以及储热水质量流量对次年供暖季地埋管取热功率、系统能耗和系统能效的影响。研究结果表明:储热首先应确定储热水温的阈值,进口水温低于阈值将无法实现向岩土储热,该研究工况下的储热水温阈值为50℃,运行500 h后,当进口水温从50℃增加到80℃时,取热功率、系统能耗、能效分别提高54.41 kW,8.96 kW,0.17;当储热水质量流量从1 kg/s提高到7 kg/s时,取热功率、系统能耗、能效分别提高7.71%,6.34%,1.19%。因此,建议采用小流量高水温进行储热,能够提高储热效果并减少能耗。该研究为中深层地源热泵系统储热提供理论基础。

面向云计算的建筑能耗数据采集节点系统设计

针对临时性建筑能耗监测应用需求,提出一种建筑能耗数据采集节点系统设计方案。该节点系统采用IAP15W4K微处理器,通过RS-485/M-bus/Mod-bus等总线采集建筑能耗计量设备的数据,借助4G网络实现建筑能耗数据向云平台的传输。给出了该节点系统的电路架构及基于4G网络的能耗数据传输方法。

夏热冬冷地区某公共建筑能耗的计算与模拟

依据夏热冬冷地区的气候条件以及现存公共建筑的结构状况,对公共建筑物的能耗进行模拟。以安徽某公共建筑为例,利用DeST软件进行建筑节能经济指标计算与评价,并分析节能潜力,同时提出节能改造措施。

武汉农村别墅太阳能-空气能耦合应用研究

针对武汉地区一别墅建筑的空调、供暖、生活热水及用电需求,本文介绍了一套太阳能-空气源热泵耦合供能系统的设计和优化。采用SketchUp软件搭建建筑三维模型,并使用TRNBuild计算冷热负荷,确定各设备容量。进一步采用TRNSYS软件建立系统仿真模型,模拟季节运行得出全年数据。通过对比优化,确定了系统最节能的集热器与光伏面积配比为1∶6.5,系统太阳能综合利用率最高达19.80%。结果表明,该耦合系统全年耗电量主要由室内冷热负荷决定,太阳能集热效率在40%左右,太阳能保证率为75.7%,热泵全年COP在2.8左右,系统能效比EER为3.3,系统回收期为7.37 a。该系统兼具经济、节能、环保等特点,可为系统在武汉及周边农村地区推广应用提供理论依据。

基于CNT/Ag纳米流体的分光谱太阳能光伏光热系统实验研究

传统太阳能光伏光热(PV/T)系统的光电转换和光热转换过程耦合在一起,对太阳能全光谱能量的利用率较低,为使得光电、光热过程解耦,该文探究Ag、CNT、CNT/Ag纳米流体作为分光谱PV/T系统媒介时的光谱及能量性能。首先对不同浓度纳米流体的光谱性能进行测试,然后通过实验研究不同浓度的CNT/Ag纳米流体对系统电效率和热效率的影响。结果发现相比于Ag纳米流体,浓度为1×10^(6)、3×10^(6)、5×10^(6)、1×10^(7)μg/m^(3)的CNT/Ag纳米流体在太阳电池光谱响应区的透过率分别上升了8.6%、9.3%、8.5%、9.2%,响应区外波段的吸收率增加了30.4%、44.5%、58.4%、56.7%。系统电效率最高为8.2%、热效率最高为45%,当CNT/Ag纳米流体浓度为5×10^(6)μg/m^(3)时,分光谱容器效率最高为18.3%时热效率达到了43%,电效率为7%。

分段线性驱动HV-LED灯具的照度变化特征

以分段线性驱动HV-LED灯具的照度输出波形为研究对象,从幅度、梯度、边界和时间四个方面提出9种指标参数,用于表征灯具的照度变化特征。以四段式线性驱动光源模组为实验研究对象,使用LFA-2000型光源频闪测试仪采集光源的照度变化数据,分析变化特征。研究结果可以作为分段线性恒流驱动HV-LED灯具质量检测、故障诊断的指标依据。

低温热水供暖室内热环境监测及热舒适性评价

设计了一套低温供暖系统并进行了连续性测试,研究结果表明,采用45.0℃的供水温度时,室外温度在-1.0～10.8℃变化对室内平均温度的变化影响不显著;室内温度稳定后,人体站立时头部与脚踝处的平均温差为2.8℃;散热器表面温度的变化会引起围护结构内表面温度小于1.0℃的波动,并且该内表面温度在18.4～20.2℃范围内变化是受外窗太阳辐射热的影响;通过Airpak软件模拟可知室内舒适性较好。

氮-磷无卤阻燃剂对热塑性聚酯弹性体性能的影响

采用氮-磷无卤阻燃剂制备出具有良好阻燃性能的热塑性聚酯弹性体(TPEE)。研究表明阻燃剂对TPEE阻燃性能和热性能都有显著改善,其中三聚氰胺磷酸酯(MP)阻燃剂的阻燃效果最好,氧指数可以达到30%,垂直燃烧达到UL-94V-0级,点燃时间为341s,到达热释放速率峰值的时间为355s的p_(kHRR)达到134KW/m^2,总释放热(THR)最小。电学性能研究表明,由于阻燃剂的加入,抑制了TPEE极性基团的极化和能量损耗,降低了TPEE的介电常数,提高了其绝缘性能。氮-磷无卤阻燃剂的添加对热塑性聚酯弹性体的性能影响很大。

交流发光二极管灯具频闪特性研究

研究交流发光二极管灯具的频闪特性。采用4段式恒流驱动芯片BY-V7H04设计实现8 W交流发光二极管球泡灯具,将其作为实验研究对象,使用光源频闪测试仪测试,分析该灯具分段驱动模式下,频闪现象的发生机制,结果表明,分段驱动模式下,灯具各段灯串被点亮的时间段和时间宽度不同,灯具呈现周期性规律的频闪特征。

交流发光二极管电路拓扑研究

通过调研国内外交流发光二极管电路拓扑研究领域的论文和专利,阐述并分析了交流发光二极管反向并联式、惠斯通电桥式、阶梯式、螺旋式拓扑形式的电路结构、工作原理,及电压、电流和导通时间参数特征。

基于分段线性恒流驱动的交流发光二极管光引擎设计

提出一种基于分段线性恒流驱动的交流发光二极管光引擎设计方案。该方案采用分段线性恒流驱动芯片JW1609T,交流发光二极管芯片ZT2835WOM1,及全波整流桥芯片HD06,且未采用无源元件。通过测试给出了光引擎光、电和热响应的主要特征。测试表明光引擎功率因数(PF)大于0.97,总谐波失真(THD)小于10%。

交流发光二极管灯具电特性实验研究

研究DC-LED灯具与AC-LED灯具之间的电特性差异。选取飞利浦和雷士品牌传统方案DC-LED球泡灯,及首尔半导体、博用和杰华特3种不同方案的AC-LED灯具作为实验研究对象,通过智能电量测试仪获得灯具的功率、电流、功率因数和谐波等指标数据。实验分析表明:AC-LED灯具的功率因数均大于0.97,总谐波失真均小于25%,3次谐波均小于20%,5次谐波均小于15%,3次和5次谐波符合IEC 61000-3-2标准,电特性优于传统方案DC-LED灯具。