太阳能应用于土壤源热泵低温热源侧的实验研究

为了提升热泵机组的性能系数COP,合理利用不同温度层次的太阳能集热量,文章基于太阳能—土壤源复合热泵系统的大量实验结果,分析了蒸发器进口温度对热泵系统各项性能的影响,并在此基础上,分析了复合源热泵工况和太阳能热泵工况的运行特点。分析结果表明:随着蒸发器进口温度的升高,热泵机组吸热量逐渐增大,热泵机组输入功率略有增加,导致热泵机组的供热量和COP均逐渐增大;复合源热泵工况下,存在土壤源和太阳能共同供热,以及土壤短期储热与太阳能单独供热同时进行的两种运行情况;为了提升热泵机组的工作性能,在太阳能集热量较低时,优先运行复合源热泵工况;土壤源温度的自然恢复能力较差,需要利用太阳能集热系统对土壤源进行跨季强制蓄热,以提高土壤源温度,缓解土壤源冷堆积现象。     

太阳能-土壤源复合热泵监控系统的设计

针对太阳能-土壤源复合热泵系统比较复杂的运行调控和状态记录要求,开发设计了一套基于PLC和组态王的监控系统。该监控系统下位机采用SIEMENS S7-200 PLC实现现场温度、流量等信息的实时采集和热泵机组、水泵、电动阀等设备的自动控制。上位机采用组态王King View6.53软件编程,通过RS-485/USB通讯方式与下位机实时通信,实现远程监控、历史数据查询和数据报表输出等功能。     

北方农村户用太阳能空气集热采暖系统实验分析

为了研究太阳能空气集热采暖系统在北方农村地区的运行特点,文章以石家庄某农户所用的太阳能空气集热采暖系统为对象,对不同天气条件下该系统的运行效果进行实验分析。分析结果表明:白天,不同天气条件下,房间温度可以保持在18~22℃;夜间,房间温度可以保持在15~18℃。研究结果可为太阳能空气集热采暖系统在北方农村地区的推广提供参考。     

焦油组分重整过程中关键反应的机理研究

采用密度泛函理论计算方法,对焦油重整过程中主要发生的C-C键裂解反应、CH₄重整反应和水煤气转化反应的机理和能量变化进行探究。结果表明：在C-C键裂解反应中,C₃H₈首先吸附于催化剂表面形成吸附态C₃H₈~*,进一步裂解生成CH₃~*和CH₂CH₃~*,裂解反应放热,但是反应能垒较大,较难进行;在CH₄重整反应中,CH₄~*发生顺序脱氢反应生成CH₃~*,CH₂~*,CH~*,相比于继续脱氢,CH~*更倾向于与OH~*发生重整反应生成CHO~*,CHO~*脱氢生成CO~*,各步骤产生的H~*结合生成H₂~*,CH₂~*裂解生成CH~*的反应为CH₄重整反应的限速步骤;在水煤气转化反应中,H₂O~*分解后生成的OH~*更倾向于与CO~*结合生...     

新型圆柱式储氢反应器的优化研究

文章从强化合金储氢反应器换热、提高吸氢反应效率出发,对圆柱式储氢反应器的结构及反应条件进行优化。利用Comsol Multiphysics软件建立反应器模型,研究结构以及反应条件对反应器换热能力以及吸氢效率的影响。结果表明：外形的改进可以消除氢气流动的死区,提高吸氢效率;加大氢压、提高铝粉掺杂比例、添加翅片、增加翅片长度,均能不同程度地提高吸氢效率;与改进前相比,改进后的反应器吸氢反应完成99%的时间从2 005 s下降至310 s,吸氢反应速率加快了84.5%。     

太阳能对热泵循环性能的影响

利用太阳能-土壤源复合热泵实验平台进行太阳能热泵运行实验,分析提高蒸发器进口水温对热泵性能的影响。实验结果表明:随着蒸发器进口水温的升高,热泵吸热量和制热量增速较大,输入功率增速较小,因而机组COP和系统COP也随之升高。压缩机排气压力和吸气压力也随之升高,但排气压力的增速小于吸气压力的增速,压缩比逐渐减低。提高蒸发器进口水温可以提高蒸发温度,进而明显改善热泵的性能状态。     

太阳能与土壤源互补特性的实验研究

基于太阳能与土壤源的互补特性,建立了兼具实验研究和示范使用两种功能的太阳能-土壤源复合热泵系统。利用初步的实验运行结果,分析了跨季蓄热和即时采暖过程中太阳能与土壤源的互补情况。结果表明,蓄热结束时,埋管井和观测井不但恢复了初始平均温度,而且还分别比初始平均温度超出了0.73℃和0.8℃。在土壤源的配合或保证下,冬季太阳能产生的不同温度层次的热量完全可以即时利用于采暖,避免了太阳能的不稳定性,减轻了土壤源的取热负担,也体现了比较明显的节能效果。     

太阳能-土壤源复合热泵系统的构建分析

多能互补对于减少常规能源的大量消耗，具有非常重要的节能意义。以太阳能与土壤源的充分互补为核心，构建太阳能一土壤源复合热泵系统，分析该系统的互补特性、组成原理、运行模式等关键问题，为其深入研究和应用推广奠定基础。