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。

基于CFD与TRNSYS的圆形猪舍内环境控制研究

为了给寒冷地区密闭圆形猪舍提供内环境控制策略,试验以地处寒冷地区的张家口市某在建密闭圆形猪舍为研究对象,通过ANSYS FLUENT软件搭建计算流体力学(computational fluid dynamics,CFD)仿真模型,利用CFD模型计算猪舍在最低通风量标准条件下舍内污染气体质量浓度与风速分布,研究通风量对舍内污染气体质量浓度的影响;利用TRNSYS 17软件搭建猪舍温控仿真模型,以月舍温、月舒适时间占比和月暖通不保证率为评价指标,研究非供热策略、供热策略和调整养殖密度策略下猪舍全年通风量对舍内环境温度与舒适性的影响,筛选较为合适的猪舍全年温控策略,并对最适温控策略进行优化研究。结果表明:在圆形猪舍内每60°布置一组送、排风侧立管的“上送侧排”通风方案中,污染气体浓度随通风量增大而降低;在全年最低通风量[0.35 m~3/(h·kg)]标准条件下,养殖区域猪只背部高度平面的平均风速为0.3 m/s,猪只呼吸高度平面NH_(3)、H_(2)S、CO_(2)质量浓度最大值分别为1.02,0.021,525 mg/m~3,上述参数均满足猪舍养殖环境要求,即通风量、污染物浓度、猪只吹风感之间得到较好平衡。调整养殖密度策略比供热策略的全年平均月舒适时间占比高1.5百分点,全年平均月暖通不保证率低0.2百分点;调整养殖密度策略在夏季的平均月舒适时间占比比非供热策略高4.3百分点,月平均舍温低0.3℃,因此育肥猪舍采用调整养殖密度策略调节猪舍温度更为合适。猪舍采用调整养殖密度策略调节猪舍温度时,将5,9月份的通风量从0.50 m~3/(h·kg)提升至0.68 m~3/(h·kg),使这两个月份的月平均舍温均下降2.3℃,月暖通不保证率分别从1.6%和7.2%下降至0.9%和3.6%,月舒适时间占比分别从35.9%和26.1%提升至70.4%和59.4%;夏季采用遮光板辅助降温措施可使午间猪舍温度降低0.3~1.2℃,使猪舍温度更加舒适。说明应用新风全热交换器和湿帘-风机系统并适当调整通风量或养殖密度可以达到密闭圆形猪舍的环境控制要求。

农村建筑外墙局部保温及性能测试

农村建筑外墙保温是减少热量损失、降低供暖能耗的有效措施之一。然而,目前采用的整面墙体全部保温方式存在能耗大、成本高等问题。实际上安装暖气片的墙体存在主要散热区域,对主要的散热区域进行局部保温可大大降低能耗和成本。为此,针对外墙提出局部桃形保温方式并进行性能测试。测试结果表明:暖气片区域散热量占整面墙散热量的比例为62.38%,整面墙体全部保温方式的保温率为67.53%,局部桃形保温方式的保温效率为50.72%,相对保温率为75.10%,节约成本80.35%。

喷雾结冰凝固潜热回收利用实验与理论分析

通过实验诊断和能耗分析研究了喷雾结冰喷嘴的性能和喷雾结冰凝固潜热的回收。研究结果发现,气泡雾化喷嘴在低能耗下能提供颗粒平均直径较小且尺寸分布相对集中的液雾;喷雾结冰过程中水滴释放的凝固潜热,以对流方式将周围的空气加热,环境温度越低冷空气温升幅度越大,喷雾结冰效率越高,提高喷雾量将有助于凝固潜热的回收;研究结果表明将喷雾结冰凝固潜热回收过程与空气源热泵系统耦合,能明显提高空气源热泵低温运行的能效比,拓展了空气源热泵的温度适应范围和凝固热的利用。