间接膨胀式太阳能高温热泵系统运行性能实验研究

为研究间接膨胀式太阳能高温热泵系统实际应用的可行性和有效性,搭建实验平台,在天津地区气象条件下对高温热泵全天动态运行特性开展实验研究,分析太阳辐射强度、水箱储热性能、冷凝温度及膨胀阀开度对系统运行性能影响。结果表明:平均太阳辐射强度由396 W/m2增加到563 W/m2,高温热泵性能系数COP由3.62增至3.93;因水箱储热功能,间接膨胀式系统在太阳辐射强度剧烈波动时能够保持高温热泵相对稳定的蒸发温度;当蒸发温度固定时高温热泵COP随冷凝温度升高而降低,冷凝温度由70 ℃增至80 ℃,COP由4.32降至2.76;膨胀阀开度由150步增至250步,高温热泵全天平均COP由3.14升至5.12,排气压力降低46%。     

玻璃真空集热管相变储能单元特性实验测试

以改性石蜡为相变储能材料,翅片热管为强化传热元件,开发设计以集热、储热和散热集成为一体的新型玻璃真空集热管相变储能单元装置。通过实验研究,测试不同太阳辐射强度、环境温度和释热对流风速条件下储能单元的储热和释热性能。研究结果表明,储能单元储热速率随太阳平均辐射强度的增大而显著提高,而太阳能热利用效率随太阳平均辐射强度的增大呈降低趋势;较高释热风速和较低环境温度有利于提高储能单元的释热性能。在环境温度为18℃和对流风速为6.0 m/s的条件下,储能单元的释热量、释热速率分别可达1056 kJ和72 W,释热效率可达93.37%。     

太阳能中温集热利用制蒸汽系统性能研究

构建了一套供热功率为310kW的太阳能中温集热利用制蒸汽系统,建立了系统主要模块——太阳能集热器与热変换器的热力学模型,研究了变工况下太阳辐射强度、凝水回收比、环境温度对系统效率和供热功率的影响,探讨了不同运行参数条件下集热温度与系统性能之间的关系。研究结果表明:增大辐射强度对系统性能提升显著;回收凝水对系统效率的影响不大,但对制热功率的提升较为明显;系统性能随环境温度升高呈先上升后下降的趋势;系统存在最佳集热温度,最佳集热温度随辐射强度和环境温度的增大而升高。     

太阳能利用需不断创新缓解能源危机

<正>太阳能是太阳内部连续不断的核聚变反应过程产生的能量。地球轨道上的平均太阳辐射强度为1367kW/m2。在海平面上的标准峰值强度为1kW/m2,地球表面某一点24h的年平均辐射强度为0.20kW/m2,相当于有102000TW的能量,人类依赖这些能量维持生存。尽管太阳辐射到地球大气层的能量仅为其总辐射能量(约为3.75×1026W)的22亿分之一,但已高达173000TW,也就是说太阳每秒钟照     

太阳能双吸收式热变换器系统的热力性能研究

建立了一种太阳能双吸收式热变换器的数学模型,研究了设计工况以及不同环境因素影响下的系统热力性能,分析了太阳辐射强度、环境温度、集热温度、吸收/蒸发温度和温升对系统热效率和制热功率的影响。研究结果表明:系统存在最佳的吸收/蒸发温度;辐射强度增加时系统性能明显提高,辐射强度从0.3 k W/m2变化到1.0k W/m2时,系统热效率提高了10.9%,制热功率增加了10.6倍;随环境温度或集热温度的升高,系统性能呈现了先升后降的趋势,在环境温度为26℃或集热温度为82℃时,系统性能分别达到最佳;最佳集热温度随着辐射强度的增大和环境温度的升高呈升高趋势。     

光伏直驱PV/T双源热泵热水系统性能研究

针对传统太阳能光伏光热PV/T双源热泵存在的热力性能差、能量损耗大等问题,提出一种光伏直驱PV/T双源热泵制热水系统(太阳能+空气源),并对系统进行实验研究。结果表明,在室外平均环境温度27.9℃、平均太阳辐射强度691.1 W/m²的夏天户外实验工况下,系统运行约4 h,将250 L 26.5℃的水加热到目标温度55℃,热泵平均COP为8.83。实验期间,PV/T光伏组件的平均温度比同样工况下的纯参比光伏组件温度降低9.8℃,光电性能相对提高17.53%。     

PVT系统运行的数值模拟与实验研究

对PVT系统进行了合理的假设,建立了一维数学模型,对光伏电池玻璃盖板表面温度、系统水箱中水的温度等变量进行了数值模拟.搭建了PVT系统电、热性能综合实验台,并通过实验,分析了系统的电性能与热性能.结果表明,由于水箱容量、辐照强度以及封装工艺的限制,特定系统中水的温升存在一个最大值.该文涉及的系统最大温升约为18℃.同时,选取了一天中太阳辐射最强时段与环境温度最高时段进行电性能的实验研究,发现PVT组件在太阳辐射强度较大时相对发电效率提高约8%,而在环境温度较高且辐射强度较小的情况下其发电效率较普通组件没有过多优势.     

太阳辐射仪

在太阳能利用中,若不知道太阳辐射强度,就无法确定太阳能装置的转换效率,更无法计算其经济效益。因此,太阳辐射强度的测定非常重要。从利用太阳能的角度来看,主要需要测定的是太阳辐射的直射强度和全射     

太阳能热风发电系统能量流的数值分析

根据太阳能热风发电系统的工作特点,建立其数值分析模型,对系统的能量流进行分析.以西班牙原型电厂为例进行数值模拟,探索太阳辐射强度和环境温度对系统性能的影响.将数值计算和西班牙试验数据进行了比较,结果具有良好的一致性.预测出太阳光辐射强度及环境温度和太阳能热风发电系统集热器进出口温差及由集热器出口到烟囱进口的系统转换段压差的影响关系.为太阳能热风发电系统的设计提供技术支持.     

光伏组件在黄土高原气候条件下的性能研究

为了探明黄土高原半干旱气候条件对单晶硅光伏组件的性能影响,将光伏组件置于户外,利用光伏气象监测系统和户外I-V测试仪进行实时记录,研究其在晴天、多云和阴天等气象条件下输出参数的变化规律。结果表明:光伏组件的温度受太阳辐射强度和风速的综合影响;短路电流与太阳辐射强度呈正比,且倾角在一定范围内变化时对倾斜面上的太阳辐射强度和短路电流的影响较小;当太阳辐射强度较高时,开路电压主要受温度影响,并呈反比关系;而当太阳辐射强度较低时,其会对开路电压产生较大影响。     

Solar enhanced natural draft dry cooling tower for geothermal power applications

This paper presents a new concept of hybrid cooling, named solar enhanced natural draft dry cooling tower (SENDDCT), in which solar collectors are added to traditional natural draft dry cooling towers to increase their performance. The purpose of using solar energy in this new cooling system is to increase the suction through the tower so that more air flow is achieved through the compact heat exchangers that cool condensers of a geothermal power plant. For the same size of the cooling tower, more air flow across the heat exchangers means more heat can be rejected by the system. The governing equations for the SENDDCT are similar to those of a conventional natural draft dry cooling tower except that solar heating is added after the heat exchanger bundles. Performance comparisons show that SENDDCT has substantial advantages over conventional natural draft dry cooling towers for geothermal power plants as well as standalone solar chimney power plants.     

基于能量流的塔式太阳能热发电吸热器动态建模

塔式太阳能热发电空气吸热器的最大热应力与其温度变化率成正比,吸热器出口空气温度的动态特性影响塔式光热系统的功率特性。结合热电比拟理论,采用对流换热系数和Rosseland辐射传递方程描述传热过程,建立塔式太阳能热发电系统中碳化硅泡沫陶瓷吸热体的能量流模型。通过剖析空气吸热器工作过程的传热特性,得出平均能流密度、吸热体厚度、平均孔径对出口空气温度、吸热体温度的影响,为该类空气吸热器的设计提供了理论依据。     

太阳能与热泵联合干燥木材的优化匹配

介绍了太阳能与热泵联合干燥系统的组成与工作原理.通过理论分析与实验研究探讨了太阳能与热泵联合运行的优化匹配,当太阳能供热量能满足木材干燥所需热量时,由太阳能系统供热;否则由太阳能与热采联合供热;阴雨天和夜间由热泵供热.当太阳能送风温度低,但高于环境温度时,低温太阳能向热泵送风,可以提高热泵的供热系数和供热量.对应于一定的环境温度,太阳能向热泵送风有一个相匹配的最低温差.例如当环境温度为24℃时,通过理论和实验求得太阳能向热泵送风与环境温度间的最低送风温差分别为4℃和6℃.     

中倍聚光太阳电池液浸散热特性的模拟实验

提出了一种将太阳电池液浸到冷却介质中,电池与介质间进行直接接触式换热的冷却方式.设计了小型实验装置,选用二甲基硅油为冷却介质,采用长弧氙灯模拟聚光条件,选择模拟材料制作太阳电池模拟片,进行了模拟实验研究.结果表明:采用液浸冷却方式,能够从模拟片表面带走72.2kW/m~2的热负荷,同时将模拟片的温度冷却到70℃以下;模拟片与介质间的单相对流传热系数能够达到约750W/(m~2·℃);介质温度的改变对模拟片与介质间的对流换热温差和对流传热系数影响较小.     

聚光太阳能吸热管的吸热传热特性

基于太阳能选择性吸收涂层的辐射性能,建立聚光太阳能吸热管光热耦合传输的数理模型,理论研究聚光太阳能吸热管的吸热传热特性。研究表明,吸热管壁温度随着聚光能流密度增加而线性升高,而吸热效率在中等聚光能流密度时达最大值。太阳能选择性吸收涂层性能对吸热传热有重要影响,具有低红外发射系数涂层的系统吸热效率明显较高,而红外辐射能量损失率则在中等聚光能流密度时最小。管内强迫对流可以显著提高吸热管效能,吸热效率随流速增加而提高,而管壁温度则显著下降。     

Experimental and thermal analysis of energy efficient novel design wet cooling towers

Waste heat is generally dissipated from process water to atmospheric air in cooling towers. In the present study, a novel design is used to extract more amount of heat without any additional energy input by incorporating secondary ambient air in an induced draft wet cooling tower. In addition, more fresh air is induced in the tower from the rain zone, which increases the effectiveness at any value of the water to air flow rate (L/G ratio). Moreover, tower characteristics, range, and evaporation loss were also increased due to the novel design. It is noteworthy that secondary fresh air increases effectiveness, heat rejection, and tower characteristics by 10.12%, 19.65%, and 26.11%, respectively, and decreases approach by 16.32% at 0.55 L/G ratio, 44°C inlet water temperature, 29.7°C dry bulb temperature, and 18.4°C inlet air wet bulb temperature.     

集热方式对全玻璃真空管太阳能热水器性能的影响

为对比分析自然循环竖排管、强制循环竖排管和强制循环横排管3种集热方式对全玻璃真空管太阳热水器有效集热量、平均有效集热效率和瞬时有效集热量等的影响,以3组30支Φ58×1800 mm的全玻璃真空管太阳热水器为研究对象,在兰州地区搭建试验平台,在太阳辐射为19.0~25.7 MJ/m²,风速为0.5~1.3 m/s,平均环境温度为8.9~12.0℃的情况下进行连续5 d的试验。试验结果表明:自然循环竖排管热水器有效集热量和平均有效集热效率比强制循环竖排管热水器分别高6.6~8.3 MJ、10.8%~14.8%;强制循环竖排管热水器有效集热量和平均有效集热效率比强制循环横排管热水器分别高0.9~3.4 MJ、1.6%~5.0%。从有效集热面积、真空管内部换热强度、循环管道热损失共3个方面解释不同集热方式产生差异的原因。     

太阳能和空气源复合热泵的最优模式切换分析

太阳能和空气源复合热泵在不同模式下具有不同性能,如何在实际应用中以最佳的工作模式运行,对提高系统综合性能至关重要,为此提出2种用于实现系统最优模式切换的判断方法：1）基于最优模式切换的太阳能辐射强度和环境温度的复合环境参数范围表;2）流经2个蒸发器（太阳能集热/蒸发器和风冷蒸发器）的制冷剂质量流量分配比。基于此,在工程方程求解器（EES）中建立太阳能/空气双源辅助热泵热水器的仿真模型。首先,基于上海松江地区的气候条件模拟比较不同模式下的系统性能,再分析和讨论将复合环境参数范围表和质量流量分配比作为系统最优模式切换的判断方法的可行性。结果表明,在相同环境温度下,随着太阳辐射强度的增加,系统最优运行模式将由太阳能-空气模式转变为太阳能模式。此外,将流经2个蒸发器的制冷剂质量流量分配比作为模式切换的准则是可行的,对于本系统其最优运行模式由太阳能-空气模式转变为太阳能模式时的质量流量分配比临界值约为2.02。     

管簇结构腔体式吸收器热效率所受边界条件的影响

分析了槽形势物镜聚光集热器中管族结构腔体式吸收器的热物理特征，依据其热阻网络、太阳能一般性控制方程和计算框图对其热效率在自动跟踪条件下所受边界条件影响作了数值分析。