相变蓄热装置传热模型的建立

提出了一种采用新型相变材料的内通流体并联螺旋盘管相变蓄热装置,针对所设计相变蓄热式装置的传热特点,在对其传热过程进行合理简化的基础上,提出了相应的相变换热的二维非稳态焓法模型,并对传热基本控制方程进行了空间和时间上的离散化,从而提出了内通流体相变蓄热装置的数值模拟方法。     

回收利用空调器热

给出了一种空调器的改进方法,它对普通空调器的管路系统稍加改进,增加一个热泵水箱,即可在空调夏天制冷时,回收空调室外机排放到大气中的热量,免费提供热水;冬天利用空调器提供热水,根据热泵原理,它比直接用电加热,其效率提高1．5-2倍。对于已经安装了普通空调器的用户,对空调室外机稍加改进,增加一个热泵水箱和转换器,即可实现上述相同的功能。实验结果证明了这种方法的有效性。     

太阳能供暖系统用即热式蓄热水箱热工性能的试验研究

针对太阳能供暖系统早上集热器启动后,蓄热水箱升温慢导致太阳能供暖不及时的缺点,研发了一种即热式蓄热水箱。水箱工程应用的试验研究结果表明:在太阳能-空气源热泵复合地板辐射供暖系统中采用这种即热式蓄热水箱,早上集热器启动后,地暖供水温度可快速升温至设计值,达到即热的效果,从而减少辅助热源的使用;室外气温是影响集热器启动时间和地暖供水温升速率的重要因素;在晴天和多云天气集热器运行期间,系统可以依靠太阳能而不使用辅助热源为房间供暖,维持室温在15～22℃.     

光伏光热?热泵系统供热水箱与蓄热水箱匹配研究

为了研究光伏光热−热泵系统供热水箱与蓄热水箱大小匹配的问题，利用TRNSYS软件建立了光伏光热−热泵系统的仿真模型。利用实测数据对仿真模型进行了验证，结果表明误差均在合理值范围内，认为构建的仿真模型具有准确性和可靠性。针对100，200，300 L这3种不同容量的供热水箱，分别选取了30，60，90 L/m²的蓄热水箱来匹配各容量的供热水箱。对系统仿真模型进行了全年运行性能模拟，并选用全年?损作为评价指标对系统进行评价，模拟结果表明，对于3种不同容量的供热水箱，蓄热水箱容量皆为60 L/m²时系统全年?损值最小，推荐匹配各容量供热水箱的蓄热水箱大小为60 L/m²。     

水在螺旋盘管内的换热及压降特性研究

螺旋盘管及螺旋套管换热器因其优越的结构特性和高效的换热效率,在制冷、空调、热泵、化工等领域内都得到了广泛应用,研究水在这类换热器中的对流换热与压降具有重要的实用价值。文中对水在4种不同结构参数的螺旋盘管换热器内的换热及压降特性进行实验研究,工况范围:Re为4 000~9 000,水的体积流量为200~350 L/h,加热功率为80~350 W.实验结果表明:水的平均换热系数与压降均随Re的增加而增大,相同Re时,最大平均换热系数出现在SC型螺旋盘管中,这是因其最小的弯曲半径所致;水在BE型螺旋盘管内的压降最大,SC型次之,这是因管长与弯曲半径共同影响所致。平均换热系数随加热功率的增加而增大,相同加热功率时,水在SC型螺旋盘管中的换热系数最大,BE型始终大于SE型,而BC型随水流量的不同而异。实验结果与计算结果的比较表明:螺旋盘管的换热强化作用随Re增大而逐渐减弱,在4种螺旋盘管中,SC型具有最佳的换热强化效果,这一结果与实验结果相吻合。研究结论为螺旋盘管及螺旋套管换热器在诸多领域内的应用提供了参考依据。     

太阳能热水系统辅助加热和蓄热方式对比分析

本文对太阳能热水系统的辅助加热方式和蓄热方式进行了分析和比较,得出：1）单水箱辅助电加热方式系统简单、投资少,但耗电量大;2）双水箱辅助电加热方式耗电量比单水箱辅助电加热减少,但不能利用夜间低谷电蓄热;3）多水箱热泵辅助加热方式的耗电量比辅助电加热方式大幅减少,而且能够能利用夜间低谷电蓄热,但系统的初投资较大,可用于较大规模的系统。     

水箱进口结构对热泵热水器释能性能的影响

为提高空气源热泵热水器系统性能,针对蓄热水箱进口,设计弧形挡板型水箱进口结构,建立热泵系统与水箱系统耦合模型,并搭建空气源热泵热水器实验台.选取热水输出率、系统性能系数η两项评价指标,对采用弧形挡板型、上冲型和侧进型进口结构的热泵热水器的释能性能进行比较,研究结果表明:模拟与实验出口水温误差在±0.5℃以内,释能20 ...     

相变蓄热水箱蓄热性能数值模拟研究

在封闭静止的蓄热水箱中添加相变材料可以增加水箱热容量、延长水箱升温时间。分别建立了有、无相变单元蓄热水箱的物理模型，利用有限体积分析法对蓄热水箱加热过程进行数值模拟，探讨了封闭水箱加热过程中相变单元的熔化规律和相变单元对水箱温升的影响规律。研究结果表明相对于纯水蓄热水箱，当蓄热水箱中加入占水箱容积9.05%（体积分数）的相变单元、其平均温升29 K时，蓄热水箱的整体热容量提高了25.58%，加热时间延长了1 100 s；蓄热水箱内只在垂直方向上存在热分层，导致含有相变单元的蓄热水箱较高位置处的相变单元先熔化，降低了较高位置处水的温升速率，使得相变蓄热水箱和纯水蓄热水箱的热分层剧烈程度存在差别；以最大温差值作为判断水箱热分层剧烈程度的依据，不同加热功率下相变蓄热水箱的热分层特征变化规律大致相同，但加热功率越大，热分层现象越剧烈。     

空气源热泵热水器化霜方法的研究

阐述了空气源热泵热水器的结霜特性,分析了热泵热水器化霜时与空调器不同的特征,提出了采用检测冷凝器温度与水温的差值来判断室外蒸发器是否结霜、检测室外热交换器盘管温度来判断除霜是否完成的两器盘管温度综合判断除霜法。     

空气源热枞器化霜方法的研究

阐述了空气源热泵热水器的结霜特性,分析了热泵热水器化霜时与空调器不同的特征,提出了采用检测冷凝器温度与水温的差值来判断室外蒸发器是否结霜、检测室外热交换器盘管温度来判断除霜是否完成的两器盘管温度综合判断除霜法。     

西北地区太阳能采暖系统储热水箱热损失试验研究

以西北新农村117.07 m²的单体建筑太阳能采暖系统为研究对象,以12月15日为例,得出储热水箱热损失主要发生在自然冷却阶段,当日储热水箱的总热损系数为5.68 W/℃,总热量损失为9.49 MJ.再选取其余11个典型日的试验数据对储热水箱总热损系数和总热损失各影响因素进行拟合,储热水箱总热损失由于受到环境温度和室外风速的影响,储热水箱的温度也随之变化.研究结果表明:平均环境温度每降低1 ℃,储热水箱总热损失增加0.067 MJ;室外风速每增加1 m/s,储热水箱总热损失增加0.042 MJ;储热水箱平均温度每降低1 ℃,储热水箱总热损失增加0.068 MJ;储热水箱温度变化幅度每增加1 ℃,储热水箱总热损失增加1.641 MJ.针对储热水箱热损失分析及室内热环境现状,提出将储热水箱置于室内以增强储热水箱储热能力和改善建筑室内舒适度.     

基于斜温层等效容积的大型蓄热罐动态特性分析

斜温层蓄热罐可以提高热电联产(Combined heat and power, CHP)机组在供热期间的调峰能力，因此逐渐向大型化发展，但设计参数对蓄热罐的性能影响较大，且采用目前的性能评估方法效率较低。本文建立了大型蓄热罐的物理模型及数学模型，研究了蓄热过程中斜温层的形成及变化过程，提出了斜温层等效容积的概念，同时分析了结构参数及运行参数对斜温层等效容积的影响。结果表明：形成稳定斜温层后，随着蓄热量的增加，斜温层厚度变化不大，采用斜温层等效容积可以更高效的评估蓄热罐的性能。比较不同工况下蓄热罐等效容积的相对变化量可知，不同影响因素对斜温层等效容积的影响从高到低排序依次为布水器布置、蓄热流量、高径比和冷热水温差。研究为大型蓄热罐的性能评估提供了一种新参考。     

卫生热水蓄热方式对地埋管换热性能的影响分析

竖埋管地源热泵系统为室内环境控制提供冷热量。在空调工况下,热回收机组可以提供卫生热水。卫生热水的供应在冬夏不同的运行模式下,对地埋管的换热性能影响不同。通过某地源热泵工程设计,分析了冬夏季卫生热水系统在蓄热方式下对地源热泵系统地埋管换热性能的影响。利用卫生热水的蓄热能力,对地埋管换热器在不同工况下的动态换热性能进行了对比分析,并通过数值计算得到了不同运行模式下地埋管的换热性能参数。根据计算结果提出了在该工程负荷特性下的系统调节方式。     

热泵型蓄能空调蓄热性能测试及经济性分析

根据蓄能空调系统自身的特点,建立了蓄能空调的蓄热装置(双盘管蓄热水槽)蓄热过程的物理模型并结合蓄能槽的结构特点进行机组性能测试及能耗分析。结果表明,采用将释热盘管安装在蓄热槽上部并将释热盘管的直径设计为小于蓄热盘管直径的方法,可以使释热过程更加有效进行,并能改善传统单盘管分层严重的现象。在测试冬季三种运行工况性能系数均值的基础上,通过建立投资回收期模型的数据分析,得出其具有良好的经济效益。     

太阳能光热热量存储技术的工程节能应用

文章论述分析太阳热存储技术的工程节能原理,及其应用领域、实例、技术重点,给出了技术方向与关键的一定结论。在太阳能光热技术及热量存储技术的基础上,论述分析太阳热存储的定义、原理与特点,由蓄热放热的模式、环节、过程的深入分析,论述太阳热存储的应用的工程节能原理。文章论述了热水与热空气两大光热系统太阳热存储技术的显热与潜热存储应用及特点,以及太阳热存储技术的广泛工程应用,并对其建筑节能应用及相变蓄热技术重点分析。     

太阳能螺旋槽管相变蓄热器强化传热性能研究

针对太阳能利用过程中的蓄热储能问题及螺旋槽管换热器的优点,将螺旋槽管引入太阳能相变蓄热器中,并对蓄热器的蓄热过程进行了数值模拟。首先以光滑管蓄热器为例实验验证了该模拟方法和所用模型的可靠性,进而以螺旋槽管为水流管道、相变材料为蓄热介质,利用Gambit 建立三维蓄热器模型,应用ICEM对几何模型进行网格划分,运用流体计算软件Fluent模拟计算螺旋槽管和光滑管相变蓄热器的蓄热过程,考察螺旋槽管的强化传热效果。模拟计算螺旋槽管蓄热器不同槽纹节距和槽深等结构参数对蓄热器蓄热过程的影响,并对其影响规律进行了分析。结果表明,螺旋槽管代替光滑管用于太阳能相变蓄热器,可有效提高相变蓄热过程中的对流换热强度和传热能力,缩短蓄热时间,在模拟范围内,得到的最佳螺旋槽管结构参数为节距p=7 mm,槽深e=0.4 mm。螺旋槽管传热性能良好,对其深入研究有望进一步改进相变蓄热器的设计方案。     

多功能蓄冷空调实验装置的研制和应用

设计建立了一台多功能蓄冷空调实验装置,它可以模拟制冷剂直接蒸发式冷蓄冰罐的运行过程,循环水直接接触融冰供冷循环过程和对房间实行低温送风过程,运用冷媒,可以进行间接冷媒冷却下有限空间内管束外冰－水固液相变过程的研究。应用该实验台,进行了有限空间内管束外冰－水固液相变过程的研究,和制冷剂直接蒸发式冰蓄冷过程动态特性的研究,实验研究结果可为冰蓄冷器的设计和优化提供科学依据。     

冰蓄冷技术相关固液相变传热现象的研究进展

列举了与常规冰蓄冷技术相关的传热问题，综述了冰－水固液相变导热控制、导热对流耦合控制下圆管外和球内固液相变传热现象的研究进展情况，以及在冰－水固液相交换热实验研究中所采用的实验方法．     

相变材料对家用水箱性能的影响及相变层厚度优化

基于相变蓄热水箱的发展现状,结合家用生活热水系统相关设计规范及标准,对相变水箱的结构进行了设计,并采用有限元软件对相变水箱的性能进行了模拟研究.首先建立了相变水箱的数值计算模型并利用实验数据验证模型的准确性;在此基础上,通过蓄放热阶段水温响应特性、相变材料温度及液相比等参数,对相变水箱的蓄放热特性进行了研究;另外,比较分析了不同相变层厚度参数对相变水箱蓄放热过程的影响,并对相变材料的用量进行了优化.结果表明,对于家用水箱,增设相变材料层可以延长水箱蓄热过程;在水箱放热过程中,放热时间随着相变层厚度的增加呈现先延长后缩短的变化趋势;与其他相变厚度的模拟工况相比,相变层厚度为30 mm时,水箱的释热性能最佳,放热时间较普通水箱增加10％左右,且维持水温处于较高温度的时间有所延长.可见相变材料的蓄放热特性直接影响着家用水箱的性能,寻求相变材料的最优用量可为相变水箱的设计及实际应用提供参考.