太阳能跨季节储热耦合热泵系统性能影响因素分析

通过建立太阳能跨季节储热耦合热泵系统物理模型和非稳态传热数学模型,利用VisualBasic软件对太阳能跨季节储热耦合热泵系统性能进行了仿真模拟,并对集热器循环水泵启动温度、储热时间段、水箱容积与集热器面积比(V/A)和地下储热循环水泵启动温度等因素对系统性能的影响进行了模拟计算与分析.研究结果表明,在进行太阳能跨季节储热耦合热泵系统设计和系统运行性能分析时,需要综合考虑上述因素的优化配置,以此才能保证系统运行可靠、经济和节能.     

太阳能沸石储热技术的实验研究

为了探索利用太阳能进行储热和供暖的可能性,建立了一套开式循环太阳能储热装置,开展太阳能热利用的实验研究.实验采用天然沸石作为吸附剂,水作为吸附质,沸石床集储热和供热于一体.为了尽可能接近实际应用情况,实验过程全部在冬天寒冷环境下完成.在对冬天太阳辐射能观测的基础上.详细测量了天然沸石床的吸附/脱附的动态特性,对冬天正常日照条件下沸石储热床的吸附/脱附过程的可利用热能进行计算;进而对整个太阳能储热装置的热效率进行分析,为太阳能用于供暖提供基本依据.根据计算,装置的吸附热约为152.5 kJ,脱附热为2 126 kJ,太阳能储热装置的总的热利用效率超过30%.     

室内家具对地板采暖效果影响的模拟分析

目的 研究应用地板辐射采暖时,室内家具对采暖的影响.方法 应用计算流体动力学软件FLUENT的离散坐标辐射模型分别模拟同一房间内无任何家具摆放(工况一)、放置支腿空腹床(工况二)以及放置箱式满腹床(工况三)三种工况时,室内温度场的变化情况.结果 地板表面散热量相同时,同一房间内室内平均温度由高到低分别为工况一,工况二,工况三;当地板表面散热量相同时,工况一室内平均温度比工况二高1.2～3.6℃,比工况三高1.6～4.2℃,工况二室内平均温度比工况三高0.3～0.6℃;随着地板表面散热量的升高,三种工况下室内平均温度的差值越来越大,且各工况室内平均温度与地板表面散热量近似呈线性关系.结论 在地板辐射采暖的设计中,应当考虑室内家具选择及摆放对采暖效果的影响,应尽量少的覆盖地板面积,这对建筑节能和室内热舒适都有着重大意义.     

太阳能+空气源热泵的热水供应系统设计

太阳能集中热水系统受到天气的影响难以全天候运行,需要设置辅助加热装置.以广州市宾馆热水供应为例,对太阳能空气源热泵的热水系统进行设计,包括空气源热泵热水机组选型计算、太阳能集热管面积计算、储热水箱的确定、集热循环水泵的确定.     

槽式太阳能集热装置最优储热箱匹配研究

该文介绍了槽式太阳能集热系统中储热油箱体积的优化过程。通过杭州市实际逐时太阳辐射数据,运用计算机模拟计算,结合40 m2的槽式太阳能集热装置,固定的热能输出,以及储热箱自身的散热因素,分析在理想晴天和多云天气太阳辐射变化下,槽式太阳能集热装置中储热箱参数的最佳取值范围。为槽式太阳能集热装置中储热系统的设计提供一种积极有效的方法。     

基于PIC单片机的储水箱水位控制器

针对当前农村用水水塔大多采用手动井水抽水机,水位控制无法预测以及灵活性差等原因造成用水不便以及水源浪费情况设计了一种以太阳能为供能系统的储水箱水位控制器,介绍了太阳能供能系统的主要结构以及储水箱水位控制器的主要构造,说明了控制器的主要控制算法。     

太阳能热泵供热控制系统研究

研究了利用太阳能及热泵机组联合供热的控制系统,该系统采用地下水箱对太阳能进行蓄热,并利用热泵机组和电辅助加热弥补太阳能在阴天或夜间获取的不足,通过测试现场参数对系统中的水泵、调节阀、辅助电热器等设备的运行过程进行自动控制,以达到室内温度的要求.     

主动式太阳能供暖系统保证率定量分析

目的研究主动式太阳能供暖系统在南墙布置太阳能集热器时,布置率和蓄热水箱客积对太阳能供暖保证率的影响,从而实现太阳能的有效利用．方法以沈阳地区的某住宅为研究对象,采用DeST—h软件建立一个六层的仿真模型,对建筑全年的供暖能耗进行动态模拟,分别计算不同集热器布置率和蓄热水箱容积下的太阳能利用总量,对计算结果进行分析得到太阳能供暖保证率．结果当集热器的布置率达到80％时,太阳能保证率可达到29．56％;当集热器的布置率为30％时,太阳能保证率可达到11．03％．结论在满足建筑条件限制的情况下尽量增大集热器布置率,在满足蓄热情况下尽量选取小容积蓄热水箱,具体可以根据计算出的适宜的蓄热水箱容积选取．     

基于跨季节地下蓄热系统的模拟对热储利用模式的优化

为减少太阳能利用中所受的季节性限制,建立计算模型对跨季节蓄热的可行性进行研究。实现跨季节蓄热的方法有很多,如大型蓄水池蓄热、地下含水层蓄热、埋地换热器蓄热等,重点研究用埋地换热器实现太阳能跨季节蓄热。针对在建实际工程项目,在已有实验的基础上,采用专业计算软件,通过计算机模拟分析地下埋管跨季节蓄热的效果,并对合理的运行方式进行预测。模拟结果表明:对地下热储的利用方式不同,地下蓄热场的温度分布及取热效果也不同;冬季取热时,采用交叉运行模式能使蓄存热量得到更为合理和有效的利用,并且更有利于地下蓄热场的温度恢复。结果是基于天津地区的气象参数和土壤特性数据得出的,表明该地跨季节蓄热具有实际可行性。     

太阳能-土壤源热泵系统仿真建模及运行研究

基于太阳能-土壤源热泵系统各部件之间的耦合关系,建立了太阳能-土壤源热泵系统中热泵机组、地下埋管换热器、太阳能集热器及蓄热水箱等各组成部分的仿真模型,对某一实际工程应用DeST软件计算建筑物负荷,并建立了太阳能-土壤源热泵系统的模型,分析研究了该系统在动态和静态两种运行模式下的性能特征,并得出两种运行状态下系统平均制热性能系数COPh值分别达到3.5和2.98.     

蓄能型振荡热管太阳能集热器性能研究

本文设计了一种蓄能型振荡热管太阳能集热器,将其应用在蓄能型振荡热管太阳能热泵系统中,实现太阳能分季节全天候利用,提高能源利用率.使用Gambit软件建立蓄能型振荡热管太阳能集热器的三维模型,并利用Fluent软件对蓄能型振荡热管太阳能集热器中相变材料的蓄热过程进行了模拟研究,得到不同集热器结构参数、集热器内蓄能材料、太阳辐射强度、外界换热条件等对其温度场、液化率等的影响.根据模拟结果,振荡热管间距选17 mm,真空管后增设金属反射板,集热管内采用复合相变材料,夏季利用高温相变材料蓄热直接加热热水,冬季利用低温相变材料给热泵蒸发器供热,从而提高系统整体性能.     

蓄能型太阳能热泵系统中复合材料蓄热过程研究

设计了一种分季节蓄能型太阳能热泵热水系统,集太阳能集热容器、相变储能容器、热管于一体,利用Fluent软件对蓄能型太阳能集热器开展了数值模拟,使用Solidification/Melting和VOF模型模拟癸酸/62#石蜡复合相变材料蓄热过程,并采用Boussinesq近似法考虑了自然对流的影响. 结果表明,在集热器内只充灌单一相变材料不能满足不同季节蓄能型热泵系统的供热水需求. 由癸酸和62#石蜡组成的复合相变材料在蓄能过程中出现了两个相变温度,分别在32.66 ℃和59.45 ℃,可以满足本系统不同季节的蓄热需求. 蓄热过程中,由于癸酸和62#石蜡本身密度差以及浮升力的影响,真空管纵向截面出现了温度分层现象. 结果可为复合相变储能材料的推广应用提供可靠的理论依据.     

Simulation of embedded heat exchangers of solar aided ground source heat pump system

Aimed at unbalance of soil temperature field of ground source heat pump system, solar aided energy storage system was established. In solar assisted ground-source heat pump (SAGSHP) system with soil storage, solar energy collected in three seasons was stored in the soil by vertical U type soil exchangers. The heat abstracted by the ground-source heat pump and collected by the solar collector was employed to heating. Some of the soil heat exchangers were used to store solar energy in the soil so as to be used in next winter after this heating period; and the others were used to extract cooling energy directly in the soil by circulation pump for air conditioning in summer. After that solar energy began to be stored in the soil and ended before heating period. Three dimensional dynamic numerical simulations were built for soil and soil heat exchanger through finite element method. Simulation was done in different strata month by month. Variation and restoration of soil temperature were studied. Economy and reliability of long term SAGSHP system were revealed. It can be seen that soil temperature is about 3 ℃ higher than the original one after one year’s running. It is beneficial for the system to operate for long period.     

基于太阳能余热利用下的吸收式制冷系统的可行性研究

对南京某商用建筑真空热管太阳能热水系统进行相关参数测试,在平均辐照强度约为614.2 W/m²的照射条件下,集热器平均集热效率可达45%,8 m³蓄热水箱经过4 h的加热后,共吸收653 MJ的热量,水箱温度从63.8 ℃升高至80 ℃以上,达到了单效溴化锂吸收式制冷机组的驱动热源温度. 实验表明,该系统采用吸收式制冷来利用太阳能余热的技术方案具有可行性. 在此基础上,利用TRNSYS软件搭建溴化锂吸收式制冷系统模型,预测分析了吸收式制冷系统在实验当日辐照条件下的运行性能,结果表明该吸收式制冷系统在无辅助热源的条件下,可稳定运行5 h,系统性能系数COP的平均值为0.66,平均制冷量为9.41 kW,对其他地区将太阳能余热用于吸收式制冷的可行性研究具有一定的参考价值.     

渗流对地下换热器能量动态蓄存控制的影响

针对地下水渗流旺盛地区的地下蓄能,提出全新的偏置加载控制模式。利用负荷量和温位的双重控制,可更加有效地提高地下蓄能的传热效率,提升蓄能区域的能量保持能力。通过分析可知,在输入能量基本一致的条件下,偏置梯级加载控制比环式梯级加载控制表现出更加明显的蓄能能力和保持潜力。对偏置式动态间歇蓄能方式的研究发现,短间歇蓄能方式在蓄能数量、平均温升和最高温度方面都比长间歇蓄能方式更有利于能量在埋管区域的蓄存、扩散和保持。     

太阳能蓄能/蒸发/集热器性能研究

提出了一种新型的太阳能蓄能/蒸发/集热器,建立了蓄能/蒸发/集热器的相变传热数学模型,得到了充灌石蜡或癸酸的蓄能/蒸发/集热器在蓄能过程中温度场和液化率随时间的变化规律.在南京地区春季典型工况下对充灌水、癸酸或石蜡作为蓄能材料的太阳能蓄能/蒸发/集热器管内温度进行了实验对比研究,结果表明充灌石蜡或癸酸等相变材料,可将白天的太阳能储存下来在夜间利用.并对充灌三种介质的蓄能/蒸发/集热器瞬时集热效率随太阳辐射的变化规律进行了研究,分别拟合得到了瞬时集热效率公式,结果表明充灌石蜡的太阳能蓄能/蒸发/集热器瞬时集热效率最高.     

一种蓄能型一体化太阳能热泵热水器性能分析

提出了一种新型的集热／蓄能／蒸发一体化太阳能热泵热水器．该系统将太阳能集热器、蓄能容器以及热泵系统的蒸发器集于一体,减少了现有蓄能型太阳能热泵系统多级中间换热的热损失及制造成本．在集热／蓄能／蒸发器中加入相变材料,以固～液相变潜热对太阳能进行储存,利用太阳能作为热泵的低温热源制得热水,将显著提高热泵的制热效率,同时有效解决太阳能的间歇性所带来的系统运行不稳定问题．虽然初投资费用有所提高,但是该系统无论是在节能还是在节约运行费用方面都优于市场上的各种热水器,和现有的蓄能型太阳能热泵热水器相比则降低了成本,简化了系统,提高了运行可靠性,具有十分广阔的应用前景．