太阳能热水采暖蓄热水箱温度分层分析

文中通过对太阳能采暖蓄热水箱多节点模型分析研究,建立蓄热水箱模型,利用CFD软件对蓄热水箱内温度分层情况分各种工况进行模拟分析,分析结果表明:蓄热水箱进出水管流速越小,水箱内温度分层越明显,给出推荐最佳流速应在0.01～0.05 m/s范围内,且可通过在进水管端处设置渐扩装置来保证流速取到最佳流速;蓄热水箱采暖供水管的位置建议至少应在2/3水箱高度以上,具体位置应根据采暖用户供水温度的要求而将管段设置在要求的温度范围对应的水箱高度处。     

环形布水器对蓄热水箱释热性能影响的研究

搭建蓄热水箱性能测试平台,设计1种新型的环形布水器进水装置,分别对直接进水、盒型进水结构以及布水器进水结构3种水箱进行实验,并建立蓄热水箱三维结构模型,利用FLUENT进行模拟仿真,进一步观察内部水体的流动情况和分层现象.水箱初始温度设为80℃,进口温度30℃,对比不同流速工况下蓄热水箱的温度曲线、平均温度、释热效率和温度云图来探究分层现象和释热性能.结果表明:在流速较低的情况下盒型进水结构水箱综合性能优于环形布水器水箱,但随着流速的增大,盒型进水结构热性能下降,而环形布水器水箱能够保持较好的热性能,随着流速的增大,进水水流对内部温度层扰动越大,不利于温度分层的形成.     

自然对流条件下垂直向上阴燃向有焰火转化的研究

为了解自然对流条件下垂直向上阴燃向有焰火转化的机制，对竖直放置实验体中的聚氨酯泡沫进行了阴燃实验研究。根据在此条件下的阴燃特点，建立了稳定阴燃时实验材料内部的气流速度模型和阴燃向有焰火转化时的临界风速判定表达式。实验分析得出：在稳定阴燃时实验材料内部的风速在0．001～0．0024m／s的范围内，在阴燃向有焰火转化时实验材料内部的临界风速在0．63～1．07m／s范围内。     

改良型氧化沟活性污泥循环系统的改进

采用氧化沟工艺的污水厂在运行初期因其MLSS偏低，致使除污效果不够理想。在水下推进器和转碟的作用下，氧化沟中上、中、下三层的水流速度不同：上层为0．15～0．2m／s、中层为0．05～0．15m／s、下层为0．001～0．005m／s，导致MLSS也不同：上层为500～800mg／L、中层为1000ms／L左右、下层为4000～4500mg／L。当下层MLSS高而水流速度偏低时，活性污泥易发生沉降，不仅使系统中的MLSS提高得很慢或得不到提高，而且沉降的活性污泥多为老龄化活性污泥，＂-3堆积超过一定量时易发生“翻池”现象。由此可见，传统工艺中的活性污泥循环系统存在一定缺陷。     

深圳龙岗体育新城——半集中式太阳能热水系统设计

深圳市龙岗体育新城由21栋13层～34层高层住宅组成,共2396户。工程热水供应采用半集中式太阳能中央热水系统．即太阳能集热器集中设置．储热水箱分户设置（如上图）。集热器采用高效平板太阳能集热器,集中安装于楼面和墙面,共计11310m^2。水箱采用铜盘管搪瓷内胆水箱．共2396套。     

新型质量流量计的仿真模拟与研究

介绍了新型质量流量计的结构、测量原理,采用FLUENT软件对该质量流量计进行仿真模拟。模拟分析了适用于该质量流量计的流体流速范围、环境温度范围。适用于该质量流量计的流体流速范围为0．2～1．6m／s。当流体流速为1m／s、温度为60℃时,适用于该质量流量计的环境温度范围为-20-120℃。当环境与流体温差小于20℃时,不建议采用该质量流量计。     

螺旋管烟气-水换热器换热特性数值模拟

以沉浸式螺旋管烟气-水换热器(由水箱、烟气管组成)为研究对象,采用Fluent软件,在换热时间10 min、烟气入口流速分别为1、5 m/s条件下,对烟气管内静压分布、烟气管内烟气密度分布、水箱内水温分布、烟气管内烟气温度分布进行模拟。结合模拟结果,比较不同换热时间,烟气入口流速分别为1、5 m/s条件下水箱平均温度及换热热流量。烟气入口流速对水箱内水温分布影响显著,主要体现在水箱内水的主要升温部位不同。低烟气入口流速时水箱主要升温部位位于烟气管入口附近区域,高烟气入口流速下除烟气管入口附近区域外,直管段与螺旋管段上部、中部区域升温也较为明显。高烟气入口流速条件下水箱及烟气管内温度场分布更加均匀,相同换热时间内高烟气入口流速下换热效果更好。两种烟气入口流速条件下,烟气管出口烟气温度均接近107℃,烟气热量得到了比较充分的利用。螺旋管段中部、下部烟气温度梯度较小,且换热效果不明显,因此在换热器设计时可适当缩短螺旋管段长度。     

基于CFD的太阳能蓄能水箱蓄能效果的优化分析

本文以太阳能蓄能水箱为研究对象,对水箱内部进行温度分层和水蓄能特性的分析。采用CFD技术对结构不同的水箱建立数学和物理模型,进而对其进行数值模拟的研究,获得了不同时刻水箱的温度场、速度场和压力场,并基于热力学理论,研究不同结构水箱的温度分层特性,并以总储能焓值和可用能火用值为指标,对比各种蓄能水箱的蓄能效果和蓄能效率,获得水箱蓄能效果较好的结构,为深层次揭示太阳能蓄能水箱的蓄能机理奠定了基础。     

一种新型水箱温度分层的相关特性研究

水箱温度分层,可使集热器进口温度尽可能保持较低的温度,从而减少系统的热损失,提高集热效率。相关研究表明,水箱温度分层效果与水箱进口几何特性、进口流量、水箱结构设计及掺混等因素有关。本文主要针对新型太阳能水箱结构设计提出了一种分层换热承压式太阳能水箱模型,结合其与普通承压式水箱的系统热性能对比试验,分析与讨论了该水箱温度分层的相关特性。     

太阳能热水系统蓄热水箱温度分层作用研究

本文采用蓄热水箱的多节点模型,对典型太阳能热水系统进行了全年逐时模拟计算。计算数据表明,相比于完全混合的蓄热水箱,水箱温度分层可较大幅度提高太阳能集热器平均效率和太阳能保证率。同时还分析了不同气象条件、集热器类型和用水模式等条件下,蓄热水箱温度分层对太阳能热水系统性能提高程度的影响。     

复合蓄热式水箱的设计及蓄放热研究

设计了一种具有辅助电加热和均流孔板的水/相变材料复合蓄热式水箱,该水箱以封装有复合八水氢氧化钡的相变蓄热球作为储热单元。理论分析了相变蓄热球应用于复合蓄热式水箱中的可行性,实验研究了水箱中有无相变蓄热球、恒定流量下的直接和恒温蓄放热特性,结果表明:均流孔板的应用,可使冷热水在水箱底部均匀混合,使高温热水出水量达到最大;在热水出水流量为3.3 L/min时,添加60个相变蓄热球的复合蓄热式水箱比纯水箱可多制得10 L 60℃以上的热水;在热水出水流量为1.6 L/min时,添加120个相变蓄热球的复合蓄热式水箱比纯水箱可多制得40 L 40℃的恒温热水。     

如何合理确定电蓄热供暖蓄热水箱的容积

就如何合理确定电蓄热供暖用蓄热水箱的有效体积给出了计算公式;并确定了公式中各项取值,提出蓄热水箱最高设计温度和最低设计温度确定的条件;对采暖和锅炉加热形式循环系统中防止水泵汽蚀的条件给出了计算公式;最后还给出蓄热水箱的建筑面积估算指标范围。     

多能源加热装置的研制与开发

本文介绍了一种多能源加热装置的研制与开发。该装置针对太阳能资源二类地区,65%节能的寒冷地区居住建筑,单户建筑面积90m2。本文对确定该装置的供热负荷进行了设计计算分析,介绍了太阳能集热器的选型计算,贮热水箱、换热器、水泵、控制装置等关键部件的设计与选型。根据对装置的初步测试分析,该系统用于供热采暖时,太阳能保证率可达35%。     

太阳能-土壤源热泵系统联合供暖运行模式的探讨

针对青岛地区的气候条件，对太阳能一土壤源热泵系统（SESHPS）有、无蓄热水箱时各联合供暖运行模式进行了数值模拟。结果表明，与土壤源热泵相比，联合供暖运行模式具有明显的节能效果，有、无蓄热水箱时的节能率分别为14．5％和10．4％；有蓄热水箱时的联合供暖运行模式二（集热器与埋管串联运行，载热流体先经过埋管后进入集热器）的效果最佳。对SESHPS联合供暖运行模式的优化结果表明，可按能量比例63％与37％或尺寸比例13．8m／m^2来设计埋管长度与集热器面积。     

Analysis on the optimum matching of collector and storage size of solar water heating systems in building space heating applications

The overall thermal performance of a solar water heating (SWH) system is significantly affected by the mismatch between the temporal distribution of solar radiation and the heating load. Therefore, a favorable correlation between the collector and storage size should be generated based on the dynamic characteristics of the system. This study focuses on the optimal matching of solar collector area with storage volume for an SWH system (with short-term heat storage capability) for a space heating application. A simplified model of an SWH system based on hourly energy flow is established. System control strategy is integrated into the model in a simple manner without sacrificing computing speed. Based on this model, the combined effect of collector area and storage volume on system thermal performance and economy is analyzed, and a simple procedure for determining the optimal system size is illustrated. A case study showed that for an SWH system utilized for space heating application, the optimized ratio between storage volume and collector area is dependent on the total collector area of the system, and is dominated by the requirement of overheating prevention. The minimum storage volume for a specific collector area that can prevent the storage tank from being overheated can be adopted as the optimum storage volume for that collector area. The optimum ratio between storage volume and collector area increases as the collector area increases. Therefore, a trade-off between heat collection and heat loss has to be made while attempting to increase solar fraction by improving collector area.     

分布式蓄热罐容量优化及二级管网调节改进

介绍分布式蓄热、二级管网调节方法研究现状,对分布式蓄热罐容量优化及二级管网调节方法改进途径进行综述。国内外均重视分布式蓄热、二级管网调节方法的研究。采用蓄热罐在带来良好经济效益的同时,还能实现节能减排,蓄热罐容量对供热系统的经济性存在较大影响。对分布式蓄热罐容量进行优化,是提高供热系统经济性的有效方法。在热网的运行调节方面,变频泵技术受到了广泛关注,对变频泵变流量调节与分布式蓄热系统相结合的优化研究还比较缺乏。     

双水箱太阳能热水系统贮热水箱容积的比较研究

针对设置双蓄热水箱的集中式太阳能热水系统,以辅助热源能耗为目标,分析了不同贮热水箱容积的设置对系统辅助热源能耗的影响。并通过运用TRNSYS软件,建立动态分析模型,比较分析了不同太阳能保证率条件下,单位面积集热器对应的贮热水箱容积对系统性能的影响。分析结果表明:单位面积集热器对应的蓄热水箱容积最优值分布在50~70 L/m~2范围内;贮热水箱的容积对系统能耗的影响较小,在单位面积集热器对应的蓄热水箱容积为40~100 L的推荐值范围内,其辅助热源的最大值与最小值差异在1%以内。     

太阳能热泵蓄热系统的实验研究

文章介绍了带有相变蓄热水箱的太阳能热泵系统的运行实验。该系统是在原有的太阳能一土壤源热泵的基础上通过增加一个蓄热装置建立起来,包含太阳能集热器、相变蓄热水箱、双热源（太阳能和土壤）热泵以及末端装置（风机盘管）四个主要部分实验在供暖期末期进行,在整个实验阶段,系统供暖满足率为0．6,平均供热COP达到6.5。     

太阳能辅助地源热泵供热运行特性研究

介绍了太阳能辅助地源热泵,对其各装置性能进行了研究。分析了地下埋管换热器进出口水温及有、无蓄热水箱对太阳能辅助地源热泵性能的影响。太阳能辅助地源热泵制热性能系数随地下埋管换热器进口水温的升高呈下降趋势,随其出口水温的升高呈上升趋势。随地下埋管换热器出口水温升高,蒸发器传热量增大。当太阳能辅助地源热泵中无蓄热水箱时太阳能集热器的瞬时集热效率高于有蓄热水箱时的瞬时集热效率。就总体效果而言,有蓄热水箱要优于无蓄热水箱,这样可使地源热泵运行更加稳定。