用于太阳能热泵的真空管集热器的研究

本文论述了在热泵技术中应用真空管集热器的优越性,以及集热器的性能分析。通过对真空管集热器的热平衡分析,建立了计算真空管集热器的有用集热量、全日效率、热损失等关系式。对热泵设计具有参考价值。     

肋板式吸附床传热性能的数值模拟

设计了新型肋板式结构吸附床,建立了吸附床在非第一类边界条件的三维传热传质数学模型.应用计算流体动力学中有限控制体积方法对吸附床内传热特性进行了模拟计算,并通过研究吸附床内温度随时间的动态变化,分析了换热流体参数和吸附剂导热系数变化对床层传热特性的影响.计算结果表明,吸附剂的导热系数,换热流体流速、温度对床层传热特性影响显著且肋板式吸附床传热效率高,吸附床内温度分布均匀.     

太阳能喷射制冷系统应用性能模拟

建立了太阳能喷射制冷系统性能分析模型,结合上海地区典型气象日气象条件,研究了太阳能喷射制冷系统在上海地区的动态性能及其应用的可行性。计算并分析了喷射子循环性能系数、系统热效率、太阳能保证率等逐时变化情况,分析了不同类型集热器对系统的影响。结果表明系统热效率、太阳能保证率等性能参数受气温、太阳能辐射强度等气象条件影响显著。一天中喷射子循环性能系数维持在0.5以上、8至14时太阳能保证率处于40%以上,表明可以通过增加集热器面积来满足用户要求,因此太阳能喷射制冷系统的应用其热力性能是可靠的,经济上是可行的。此外,研究表明集热器的类型对太阳能喷射制冷系统性能也有较大影响。     

套管式吸附床传热性能的数值模拟

建立吸附床的传热数学模型,对套管式吸附床的传热性能进行数值模拟,并对影响吸附床传热性能的因素进行分析。结果表明:吸附剂导热系数是影响吸附床传热性能的关键因素,减小床层厚度和缩小套管的尺寸也能够明显改善吸附床的传热性能。     

新型槽式跟踪太阳能集热器的中高温热利用研究

采用新型导热介质,主要介绍了集热装置的热性能实验方法,并着重对槽式跟踪太阳能集热器集热性能进行了研究及分析,通过对槽式跟踪热管真空管集热器理论值与试验值的比较,结果表明:利用导热油强化传热技术并结合热管技术,使得槽式跟踪太阳能集热器具有较高的集热效率,可产压力2 MPa,温度达200℃以上的饱和蒸汽。     

CPC热管真空管式热水器实验研究

研制了一种CPC(复合抛物面聚焦)热管真空管式太阳能热水器。该热水器在普通玻璃真空管热水器的基础上耦合热管技术,并增加了CPC聚光板。对该热水器与全玻璃真空管太阳能热水器进行了热性能对比实验研究。结果表明,在300 W/m2~800 W/m2日照条件下,该新型热水器单位面积集热功率最高可达610 W/m2;平均集热效率约为80%,比全玻璃真空管太阳能热水器的瞬时效率高10%~20%;导热介质的最高温度达到103℃。证明增加CPC聚光板及运用导热油可有效提高集热品位,利用热管技术可解决严寒地区的抗冻问题,所以,CPC热管真空管式太阳能热水器将具有较广阔的市场前景。     

以硫化石墨为吸附剂基质的再吸附制冷性能分析

相比于传统的吸附式制冷,再吸附制冷作为一种新型的制冷方式,其结构更加简单,并且其制冷性能系数也比相同条件下的吸附式制冷系统要高,故有较好的应用前景。但受到吸附剂的传热传质性能的限制,难以实现高效的再吸附制冷。本文利用硫化石墨作为吸附剂的基质,对其导热系数以及渗透率进行了测试比较,优选吸附剂。并且针对再吸附制冷系统建立了相关数学模型,分析不同工况条件下吸附剂工质对的性能。对整个再吸附制冷过程进行模拟仿真,从而得到不同工况下的制冷性能。结果表明,采用新型复合吸附剂的再吸附系统,COP最大可达到0.3以上,SCP最大可达到161 W/kg。     

热管真空管太阳能集热器研究进展及应用

太阳能集热装置是将太阳辐射能转换为热能的设备,国内外学者对太阳能集热器的核心部件之一的真空管进行了广泛研究。本文首先介绍了热管真空管集热器工作原理并对部分影响集热器性能的性能指标、主要技术参数等进行探讨;其次分析了热管真空管集热器在使用中存在的问题并提出了解决途径,再次讨论了热管真空管太阳能集热器的应用;最后从集热器结构、换热器内工质及性能参数等方面提出了改进热管真空管太阳能集热器性能的方式。     

基于Al2O3纳米流体的槽式太阳能热发电集热器传热建模及性能分析

基于计算流体动力学中的有限体积法,研究了Al₂O₃/Syltherm800导热油纳米流体作为传热介质时槽式太阳能热发电集热器的性能,建立了真空管集热器的三维模型,进行了光学模拟和传热数值模拟,并通过实验进行了验证。在非均匀热流密度分布的情况下,研究了进口温度、进口流速等运行参数对采用纳米流体的槽式集热器传热性能的影响规律。结果表明:随着Al₂O₃体积分数的增加,槽式集热器的换热性能及热效率均有所提高;进口温度、进口流速等运行参数对集热器的传热性能影响很大,随着进口温度的上升和进口流速的减小,纳米流体对传热性能的影响程度逐渐增大。     

再吸附制冷系统的性能测试及研究

针对热驱动的制冷方式,建立再吸附制冷试验台。该试验台主要包括4种再吸附制冷系统,每个系统具有高温吸附床与低温吸附床：MnCl2／BaCl2系统、NiCl2／BaCl2系统、NiCl2／NaBr系统以及MnCl2／NaBr系统。在室温环境自然制冷的情况下对比分析这4种工质对的工作性能,并通过对该试验台制冷输出冷水温度参数的记录,估算制冷量及制冷性能系数。由于再吸附系统产生的冷量大部分消耗在系统显热上,其制冷性能系数COP较低。实验结果发现MnCl2／NaBr系统有相对较高的制冷效率,从而为再吸附工质对的选择提供了参考。该简易实验台还可用于本科生教学实验。