基于动态传热分析的平板型太阳能集热器设计软件开发

平板型太阳能集热器的热性能受到环境因素、运行条件和设计因素的共同影响。为提升太阳能热利用工程的应用效果,需要针对环境和运行条件,对平板型太阳能集热器进行优化设计。本研究通过分析平板型太阳能集热器内部以及与环境间导热、对流、热辐射等动态传热过程,建立了计算集热量、集热效率以及集热器瞬时效率曲线的平板型太阳能集热器三维动态传热模型与差分求解算法,开发了具有传热过程分析和运行性能预测的平板型太阳能集热器设计软件,提高了不同环境因素、设计因素以及运行参数影响下集热器热性能分析速度和准确度。     

平板太阳能集热器与建筑物屋顶的一体化结构设计

在建筑设计阶段考虑太阳能集热器与建筑物屋顶的一体化结构设计,可以满足太阳能利用、设施维护、屋顶空间利用和建筑美学等要求。在计算出接收太阳辐射的最佳屋顶坡度的基础上,对双坡对称屋顶、双坡不对称屋顶、单坡屋顶和平屋顶等几种屋顶结构形式进行太阳能集热器安装结构的设计比较,分别分析在不同纬度地区每种屋顶结构在可利用的屋面面积、有效集热器面积和屋顶空间利用等方面的优势和劣势。为了便于太阳能集热器及其水管的安装与维护,提出了一种有维护通道的坡屋顶结构形式。     

槽式太阳能集热器传热模型及性能分析

槽式太阳能集热器一维和二维传热数学模型是一组非线性代数方程,为改进求解的稳定性和计算精度,将槽式太阳能集热器一维和二维传热模型的求解看作有约束优化问题,建立了集热器传热过程求解的有约束优化数学模型,应用MATLAB软件优化函数fmincon进行求解。分析了传热流体入口温度及太阳能辐射热流密度变化对集热器性能的影响。采用fmincon函数求解集热器传热过程,计算速度快,计算过程稳定。分析表明,传热流体温度变化对集热器效率的影响大于太阳能辐射热流密度对集热器效率的影响。     

太阳能季节性相变蓄热热泵系统在哈尔滨应用的模拟研究

介绍了该系统的原理、组成部分及运行模式。建立了系统数学模型。以CaCl2.6H2O作为相变蓄热材料,以哈尔滨地区应用该系统的某别墅为例,对不同太阳能集热器面积和蓄热体积下的集热量、蓄热装置换热流体进出口温度、相变材料平均温度及蓄热装置散热损失进行了模拟与分析。结果表明,当太阳能集热器面积与蓄热体积匹配合适时,使用较小面积的太阳能集热器集得的热量就可满足建筑物的热负荷需求。     

冲缝吸热板渗透型太阳能空气集热器性能研究

介绍了冲缝吸热板渗透型太阳能空气集热器的结构,建立了传热数学模型。采用Matlab程序对传热数学模型进行求解,模拟研究了结构参数、运行参数对集热器热性能的影响。集热器出口空气温度的实测结果与模拟结果的平均偏差为0.99K,证明传热数学模型准确可靠。集热量随吸热板外表面发射率增大而降低,随集热器出口空气流量、太阳辐射强度的增大而升高,随环境温度的增大先降低后升高。集热器出口空气温度随吸热板外表面发射率、集热器出口空气流量的增大而降低,随太阳辐射强度、环境温度的增大而升高。     

浅谈太阳能建筑一体化在福建的应用

太阳能与建筑一体化是将太阳能利用设施与建筑有机结合,利用太阳能集热器替代屋顶覆盖层或替代屋顶保温层,即部分立面外墙、护栏、窗玻璃与建筑融为一体的完美结合,既消除了太阳能对建筑物立面的影响,又减少了重复投资,降低了成本。太阳能与建筑一体化是未来太阳能技术和节能环保建筑发展的方向。     

夏季屋顶传热过程的动态特性与顶层房间的热工设计

屋面是建筑物的外围护结构中受室外热作用影响最大的部位,本文应用周期性传热理论,分别对普通屋面、种植屋面和蓄水屋面的屋顶传热过程进行动态分析,总结出顶层房间的热工设计方法和措施.     

反射隔热涂料对屋顶表面温度、室内温度及屋顶得热的影响

通过简化建筑传热模型,分析反射隔热涂料对建筑屋顶表面温度、室内温度与屋顶得热的影响。以杭州的气候参数为依据,模拟结果表明:随着屋顶传热系数的增大,屋顶表面温度缓慢下降,而室内温度与屋顶至室内的传热量则显著提高;屋顶传热系数为1W/(m~2·K)时,屋顶喷涂反射隔热涂料后室内温度仅39.3℃,相对于混凝土沥青砂浆屋顶降低54℃,相对于普通涂料降低2.8℃;空调致冷温度为26℃时,则喷涂反射隔热涂料后屋顶得热量相对混凝土沥青砂浆屋顶可降低41.4%,相对普通涂料可降低22.7%。     

平板型太阳能集热器三维动态传热计算模型开发与应用

平板型太阳能集热器热性能受到环境、运行条件和设计因素的共同影响.本文在分析辐照、温度、风速、入射角度等多因素影响的基础上,建立平板型太阳能集热器部件与环境间导热、对流、热辐射等三维动态传热过程计算模型,开发快速差分求解算法并形成软件,应用于平板型集热器的瞬时传热过程分析和全年运行性能预测.通过在人工环境实验系统中进行不同环境条件多工况实验,计算集热效率与实测最大偏差为0.023,相对偏差为4.9％,集热器热性能分析速度和准确度大大提高.软件在考虑风速、入射角度、热惰性等因素后,全年单位面积辐照量4 941 MJ/m2条件下,平板型太阳能集热器的单位面积集热量比依据瞬时效率曲线计算得到的集热量降低11.0％,可更准确地计算集热器在实际环境和运行条件下的热性能,为系统优化设计提供依据.     

屋顶平改坡对建筑热工性能影响的研究

屋顶是建筑物最上层的承重与外围护结构，屋顶除应能承受风、雪以及人和屋顶的自重外，还应具有较好的外围护功能，其中屋顶的保温隔热性能对于改善顶层住户的热舒适状况极为重要。从冬季保温来说，我国多层住宅通过屋顶传热损失的热量占总传热耗热量的7％～8％，其损失的热量虽然只占总传热耗热量的1／10不到，但这部分热量仅由顶层住户的屋面而损失，因此对顶层住户的影响很大。从夏季隔热来说，建筑物的屋顶是所有建筑围护结构中接受到太阳辐射热最强的部位，也是建筑隔热设计要重点处理的部位，通过屋顶进入室内的热量是造成顶层住户室内过热的主要原因。测量研究屋顶的保温隔热性能对于建筑节能和改善顶层住户的热环境质量都是十分必要的。     

平板集热器传热模型及热性能研究进展

本文综述了国内外在平板型太阳能集热器传热模型,结构创新,热性能以及增效防冻等方面的研究进展,总结了近年来平板型太阳能集热器的发展趋势状况,并对其未来的研究方向进行了展望,为今后平板集热器的开发利用,更为太阳能热利用领域的研究和发展奠定基础。     

《进气道布局对屋顶太阳能烟囱性能影响的实验和数值分析》

屋顶太阳能烟囱系统,是一种利用太阳能使热气流上升的技术,太阳能在系统通道内产生风力流——有足够的驱动力产生烟囱效应。通过实验和数值模拟研究了太阳能集热器气流入口形状对太阳能烟囱性能的影响。为空气入口四种布局形式建模,并应用ANSYS FLUENT软件进行模拟,使入口区域周围的二维热流场可视化。通过设置屋顶太阳能烟囱对四种入口布局进行实验测量,以验证模拟结果,并评估和比较每个入口配置的系统性能。实验模型中,有两份完全相同的透明覆盖材料安装在模拟房间的屋顶上方,开口在房间顶部方便空气从两侧流向烟囱管道。结果发现,当进气口设有垂直截面时,烟囱空气流速和质量流量比其他三种进气口结构高,因此性能最好。当进气口的横截面为水平设置时,集热器性能比进气口为垂直设置时在下午1:00减少了84%。有趣的是,CFD分析表明,集热器中大部分气流从进口的上部区域被导入,仅少量气流从进口的底部流动。这证明了进气口布局为水平取向设置的太阳能空气集热器的能效非常低的原因。结果揭示了减少太阳能烟囱热气流发电系统透明罩面积,并将外部区域转换成开放的顶部吸收器的可能性。     

平板型太阳能空气集热器的研究进展

太阳能空气集热器由于其在化工干燥等工程应用中的独特优势,已成为人们关注的焦点。由于空气介质自身性质,太阳能空气集热器的热性能普遍较低。为解决此问题,人们通过实验研究、数值模拟等方法对太阳能集热器的运行参数进行了优化,结构进行了改进。本文对已有国内太阳能空气集热器的研究进行了总结,分析太阳能空气集热器热性能的主要影响因素及提高热性能的主要途径,以及今后的发展趋势预测。     

屋顶绿化对建筑节能的影响分析

屋顶的传热系数为实施屋顶绿化,绿色植物可以降低屋顶外表面温度,增大了屋面的热阻,降低了屋面的传热系数,进而降低了屋顶内表面温度,也大大降低了通过屋顶进人室内的冷(热)负荷,从而可以很大程度地削减和降低建筑设备的容量及其运行能耗。     

遮阳对室内热环境的影响

太阳辐射对于建筑夏季空调空间的影响可以通过如下过程阐述：太阳辐射照射到建筑外表面,一部分通过传热造成建筑围护结构内表面温度上升,另一部分则透过透明围护结构进入房间,其中绝大部分热量将被地板、墙壁或室内家具等蓄热体所吸收,导致这些物体表面温度上升,并引起室内气温提高,从而形成空调负荷和开启空调的需求。而外遮阳设施有效地将太阳辐射中的直射辐射挡在了室外,减少了进入建筑的太阳辐射得热,从而降低了空调负荷,实现建筑节能。这部分结论已经为广大科研人员与民众所认可。事实上,遮阳设施的影响还存在于对室内人员热感觉的影响上。     

某绿化屋顶夏季热工性能模拟研究及验证

本文以上海市共青森林公园某改造的佛甲草绿化屋顶建筑为例,利用Fluent软件建立与实测数据相吻合的稳态和瞬态屋顶绿化传热模型,并以2个模型为基础,分别探讨不同布置形式对绿化屋顶热工性能的影响以及绿化屋顶在动态情况下的传热特点,以此探讨屋顶绿化节能性。模拟结果表明,屋顶绿化的存在使屋顶外表面温度分布差异显著,可带来12.2℃的表面温差;不同布置形式对绿化屋顶热工性能影响巨大,且植被宽度越宽、间距越小对裸屋顶表面温度的影响越明显;在全天24 h的完整周期内,绿化屋顶表面各测点温度存在一定的时间延迟与温度衰减,并且距离植被越近表现越明显;与裸屋顶相比,该绿化屋顶模型植被覆盖率仅为38.9%,却减少了24.73%的传热量。     

国际支持太阳能发电的财税政策及借鉴意义

一、国际太阳能发电发展情况 太阳能发电有光伏发电和热发电两种形式,太阳能光伏发电又根据其应用场合可以分为中小型的独立光伏电站、并网光伏屋顶系统（建筑物屋顶和建筑物南立面）、并网大型光伏荒漠电站等,太阳能热发电大多是在荒漠地区建设的大型并网热发电电站。如果从上网电价政策角度,一般考虑的是对并网光伏屋顶系统、并网光伏荒漠电站、并网热发电电站等予以支持。     

太阳能驱动溶液除湿空调系统光热面积优化匹配研究

针对低纬度孤立岛礁高温、高湿、强辐射气候和常规能源供应困难的特殊条件,将太阳能发电与溶液除湿空调相结合,对组合系统的空气处理流程和原理进行了分析。在孤立岛礁有限的屋顶铺设面积条件下,对集热器和光伏板的铺设面积比例进行了优化匹配研究。分析了室内设计温湿度和单位面积冷负荷对系统所需屋顶铺设面积的影响。结果表明:集热器与光伏板面积之比为1∶1.04～1∶2.34时,可满足室内人员舒适需求,而且屋顶铺设面积越小,光伏板面积所占比例越大;室内设计相对湿度对屋顶铺设总面积影响较大,当相对湿度从40%增大到70%时,系统所需集热器面积约减少42.0%,光伏板面积约减少13.6%;当单位面积冷负荷增大时,所需集热器和光伏板面积呈相同比例增加,但二者面积之比保持不变。     

二甲醚热泵与太阳能互补供能的模拟分析

对二甲醚热泵与太阳能互补供能系统,分析相关参数(太阳能集热器供热比例、供水温度、热负荷指标、热源温度、供冷温度、热汇介质温度)变化对二甲醚热泵与太阳能互补供能的影响.     

太阳能集热器-内嵌管式相变顶板房间能效模拟分析

建筑节能与可再生能源利用是实现碳达峰碳中和的重要技术手段.太阳能集热器-内嵌管式相变顶板系统通过太阳能集热器吸收太阳辐射能量,相变材料储存能量以实现全天室内供暖,从而降低室内采暖能耗.本文建立了内嵌管式相变顶板的二阶可变热容热阻简化传热模型,建立太阳能集热器-内嵌管式相变顶板房间模拟平台,并对房间热特性与能耗特性进行模...