地下冷热储能系统热力分析

从热力学和传热学的角度，分析了地下冷热储能系统的特性，并与地源热泵系统进行了比较。地下冷热储能系统主要是被动供冷或供热，具有更高的能效。因此，需要提高储存能量的品质以达到被动利用的水平，并采用合适的末端放宽用户侧对能源品质的要求，以达到提高储能效率和能源利用率的目的。而构置地下冷热储能过程的冷热分层或分区在最大程度上保持了储能过程的能源品质，同时也强化了传热。     

真空管太阳能集热系统温度场、速度场模拟

采用三维数学及物理模型对真空管太阳能集热系统的温度场、速度场进行了模拟。集热系统内流体由上升的热流体和下降的冷流体组成,接近蓄热水箱的真空管存在冷热流体混合的回流区。蓄热水箱内呈现明显的温度分层,水箱上部的流体被来自真空管的热射流加热,下部存在一个滞留区,只能通过导热传热。     

LNG管内强化传热技术

采用数值分析方法研究液态天然气(LNG)分别在圆管与螺旋扁管流体中的流动状态与传热效果。模拟结果表明:螺旋扁管内因特殊管壁形状诱发产生了纵向涡,导致流体在管内做螺旋运动;在雷诺数相等时,螺旋扁管强化传热倍数均大于1.0,最高达1.50,管内的平均温度也更高,其强化传热效果优于圆管;压降倍数变化趋势与强化传热倍数一致,最高可达圆管的2.57倍;在螺旋扁管的过渡流段中,流体的综合强化传热效果较好,综合评价因子最高达1.50。     

过渡流下双圆柱横向距对壁面传热特性的影响

为了优化圆柱下游壁面的流动传热特性,对串列双圆柱对壁面的传热特性进行数值分析。采用基于复合网格系统的计算方法,研究了不同串列双圆柱横向距(P)对壁面传热特性的影响。研究结果表明P对壁面的传热强化效果有显著影响。P存在1个临界值5 D,小于该临界值时,后面圆柱对前面圆柱剥离后的不规则尾流具有稳定作用,传热能力较弱;大于该临界值时,无法达到洗刷效应与流体受迫加速的叠加作用,不利于传热强化。在Re=200,C/D=1.0工况下,P为5 D时壁面的传热强化效果最优。     

数据机房基于平板微热管阵列的自然冷能换热器性能研究

针对数据机房内空调系统全年不间断运行导致的高能耗问题,本文将平板微热管阵列与多孔通道平行流管有效结合,设计了新型室内侧微热管阵列式气-水换热器末端,在冬季或过渡季节利用自然冷能对数据机房整体环境散热降温。实验利用多功能气候实验室模拟机房28℃室内环境温度,对换热器在不同供水温度、水侧流量及风量下的换热性能及阻力特性进行了研究。结果表明,实验条件下换热器最大换热量为8. 79 k W,空气侧最大阻力为252. 6 Pa,水侧最大阻力为8. 79 k Pa。风量以及冷热流体的进口温差为影响换热器性能的主要因素。采用传热单元数法(ε-NTU)得到换热器最大效能达到85. 8%。当冷热流体进口温差较大( 20℃)时,系统平均等效能效因子τ值大于19,当温差较小(8℃左右)时,系统平均等效能效因子τ保证在7. 8以上。将本文换热器与采用百叶窗翅片形式的板翅式换热器的传热因子j和摩擦因子f进行了对比分析,换热器的综合性能评价指标j/f~(1/2)提升了10. 47%。该换热器具有良好的传热性能及较小的阻力特性,为其在数据机房的应用提供了依据。     

平板通道层流对流传热强化的场协同和耗散分析

为研究内肋平板通道的强化传热机理,本文建立了三种不同形状的内肋几何模型,采用CFD技术对以水为流体的平板通道内的强化传热性能进行数值模拟,基于场协同原理对其速度与温度梯度的协同效果和速度与压降梯度的协同效果进行分析和比较,并且基于耗散理论对其强化传热进行优化分析,通过分析强化传热综合性能评价因子获得层流条件下强化传热情况最好的内肋平板通道模型,为平板通道工程应用的节能优化设计和科学研究提供参考依据。     

主动式利用低品位能的内嵌管道式建筑结构的传热模型研究进展

内嵌管道式建筑结构可以充分依赖建筑结构本身的蓄热性能以及管内循环流体与管壁面的接触来利用低品位能,以减少对电、燃气等高品位能的依赖.由于该结构的最大优点是低温差传热、蓄热性及其冷热负荷的转移能力,因此传热模型对该结构的优化设计及优化运行极为重要.本文回顾了该结构传热模型的发展并进行了简要分析.在实际应用中,多维模型在与现有建筑能耗仿真软件包在集成时有一定的局限性,而一维模型能够很容易地实现集成.有很多学者研究了该结构的一维热网模型,但如何系统准确地确定模型的阶数及热阻、热容等参数都很少论及.     

扁管换热元件强化传热特性分析

针对扁管换热元件,从提高换热面积和增强流体湍流程度两方面,通过横截面积对比和对管内流体流动状态进行模拟分析,对其强化传热特性进行了研究,结果表明扁管与传统圆管相比可以提高传热面积,换热器壳径相同时,扁管布管比圆管多,大大提高了壳程空间的利用率,并且相同管内流量的情况下管内流速增加,增大了管内流体的湍动程度,有利于促进热量的传递,扁管的管内对流传热要好于圆管。     

电流体力学强化水平管内凝结传热试验研究

在电流体力学(EHD)强化传热试验台上进行了水平管内凝结传热的强化试验研究，结果表明，EHD技术对水平管内的凝结传热有明显的强化效果；低热流密度时，强化效果较好，增大热流密度时，强化效果减弱；热流密度维持不变时，强化系数随强化电压的升高而增大；在本试验条件下，对凝结传热的最大强化系数为156％。     

土壤源热泵地下蓄能的分析与研究

土壤源热泵系统的冷热负荷的不平衡,造成系统的运行效率逐年降低.为了更好地克服冷热负荷失调的问题,本义提出了一种地热换热器和地下蓄能相结合的蓄能系统.采用有限长线热源模型,对地下传热过程进行了模拟汁算,得到了埋管间距等因素对地下蓄能的影响,并对以后的推广应用提出了建议.     

基于试验前提对U形竖直地埋管的数值模拟研究

以2017年于内蒙古包头市进行的地源热泵系统U形竖直地埋管及其临近土壤传热效果试验研究为基础,对U形竖直地埋管及其临近土壤传热特性进行数值模拟研究,进一步研究地埋管内流体流量、流体温度及回填材料等变量对地埋管换热系统换热效果的影响。     

光伏建筑一体化系统中通风空腔热工性能研究综述

光伏板和建筑外围护结构间的通风空腔作为建筑外围护结构的一部分,对建筑的冷热负荷有着重大的影响。本文介绍了光伏板集成到建筑外表面传热分析的相关知识,研究了空气夹层中的气流,通过热成像、试验和模拟的多种研究方法进行了检验。然后基于对BIPV系统的传热分析,总结了自然通风和机械通风系统的各种Nu数关系式。     

基于监测数据的地埋管地源热泵系统运行策略优化

以上海市某中型实际地埋管地源热泵工程为例,建立了三维非稳态管群传热模型,并通过监测数据对该模型进行了验证。应用传热模型,计算了系统运行5a后埋管区地温及管内流体平均温度的变化。探讨了不同运行策略对埋管区岩土体温度及管内流体平均温度的影响,提出了系统长期运行的最优方案。     

供热水系统CTAC减阻流体减阻与传热性能研究

对不同工况下不同浓度和配比的CTAC减阻流体在二维流道中的减阻性能和传热性能进行了试验测试。结果表明,在减阻流体流动达到临界雷诺数之前,传热性能下降率随雷诺数的增大逐渐增大,在达到临界雷诺数之后,传热性能急剧增强;传热性能下降率与减阻率变化趋势相同;减阻流体的温度梯度在过渡层比水大,在湍流核心区比水小。     

墙体热阻测试过程三维导热的模拟研究

墙体热阻现场测试在绿色建筑后评估、既有建筑节能改造、BIM软件数据库等方面有很大需求。传统测试方法局部热源-热流计法以准稳态传热为前提,将冷侧热流值作为一维传热区边界的判断依据,在一维传热区利用傅里叶导热定律计算热阻,但在实际测试中墙体存在三维导热,导致结果误差较大。以ANSYS作为模拟工具,在实验校核的基础上,探究了墙体厚度、导热系数、冷热侧温差对冷侧一维传热区大小的影响,并综合考虑上述因素,提出为营造一定尺寸的一维传热区,对加热板最小尺寸的取值要求。研究结果表明:给定加热板尺寸时,一维传热区边长随墙厚、导热系数、冷热温差的增加而减小;得到了热流计边长0. 1 m时,为维持50℃冷热侧温差下边长0. 1 m的冷侧一维传热区,加热板所需边长的最小取值;边长0. 4 m的加热板可用于大多数实际墙体的测试。     

流体流速对钛板板式换热器总换热系数的影响

利用实验数据对钛板板式换热器总换热系数与流速之间的关系式进行拟合,计算分析流速对总换热系数的影响。一级侧(热流体)或二次侧(冷流体)流速增大时,换热器总换热系数随之增大。设定一级侧流体流速不变,二级侧流体流速越高,通过增大流速强化传热的作用越弱。     

建筑热湿环境营造过程中换热网络的匹配特性分析

对主动式空调系统中的换热网络进行研究,分析了匹配特性在显热传递和热湿传递过程中的影响.显热传递过程由于传热能力UA有限和两侧流体流量不匹配会造成损失,热湿传递过程的损失则是由传热传质能力有限、流量不匹配和参数不匹配3种因素共同造成的.流量匹配的条件是两侧流体的热容量相等,空气与水直接接触的热湿传递过程只有在饱和线上进行时才能实现参数匹配.利用解析方法得到热湿传递过程中的传热阻力、传湿阻力表达式,分析了传热传质能力有限、流量不匹配和参数不匹配对热阻、湿阻造成的影响.     

锅壳式燃油(气)锅炉的强化传热技术

介绍了管内强化传热技术及其在锅壳式燃油燃气锅炉中的应用,分析了强化传热技术的强化传热机理和现有管内强化传热的经验计算式。通过对强化传热元件的结构特点、强化传热效果及适用工况的分析,综合考虑换热和流动阻力的因素,给出了几种强化传热元件结构的推荐参数。     

空心砌块通风墙体技术及传热模型研究进展

提出采用空心砌块搭建成通风墙体,利用空调系统排风、地道风或夏季夜间凉风等对空心砌块墙体的空腔进行通风,实现墙体内部冷、热量的转移。论文回顾了国内外通风墙体的传热模型并进行了简要分析。目前通风墙体的研究包含一维、二维和三维的稳态或动态的传热模型,以稳态模型居多,而实质上瞬时传热特点对于墙体冷热负荷及室内热舒适非常重要。利用数值方法的动态传热模型可以对通风墙体进行瞬时传热特性的研究,但是此方法耗时长,且不易于嵌入传统的能耗模拟软件中进行能耗特性分析。简化的动态热网模型可以嵌入到既有的建筑能耗模拟软件中,在建筑能耗分析中是一种较好的研究方法,然而如何准确系统地确定模型的阶数及热阻、热容等参数还缺少研究。     

组合式相变材料换热器储热速率的实验研究

搭建了一套储热换热器性能测试和数据采集系统,研究了温度和流量对包括HR-35、月桂酸和HR-50三种相变材料的组合相变材料换热器的储热特性的影响.结果表明,与单一相变材料的储热换热器相比,组合式相变材料储热换热器的储热速率增大,在给定相变材料组合方式和传热流体进口温度条件下,传热流体流量存在最佳值.