热电热泵在非设计工况条件下的性能分析

采用直流电源模拟太阳能电池板输出不稳定电压驱动热电热泵工作,通过实验测试研究了在连续长时间工作、电压跳跃变化和极限电压工况下,热电热泵冷端温度T c、热端温度T h、冷热端温差T d的变化对其制冷/制热的性能系数(COP)的影响。结果表明,在适宜的电压范围内,热电热泵的制冷速度快、工作性能稳定且能够长时间连续工作,而制热效果明显优于制冷效果,制热效率(E h)平均高于制冷效率(E c)约0.8;热电热泵的最佳工作电压区间为2~4 V,此时的冷端温度低、制冷量大、COP值在理想范围(E c=0.87~1.89,E h=1.75~2.75);随着工作电压增高,热电热泵的冷热端温差增大,COP值减小,当电压大于8V后,冷热端温差大于45℃,COP值降至最小,工作性能较差。     

电子设备热电散热器的节能优化研究

{针对环境温度对热电散热器性能影响很大的特点,对采用热电制冷系统冷却的户外电子设备散热器进行了数值模拟研究,并得出了用于设计户外电子设备热电散热器的冷热端最优热导分配比.模拟结果表明:当室外月平均气温为0~40℃时,散热器最优热导分配比为0.42~0.54;系统散热器的总热导值从30W·m/K增至50W·m/K,单片热电制冷片所承担的冷负荷从20W增至30W的情况对散热器的最优热导分配比取值影响很小.     

主动式相变储热装置蓄/放热特性实验

针对一种主动式热电热泵相变蓄热装置,在不同工作电压和不同热源温度下测试其蓄热和放热性能。实验结果表明,在不同工作电压和不同热源温度时,该装置的蓄/放热时间以及蓄/放热效率有很大差异。在工作电压较高,余热热源温度较高的情况下,该装置蓄热所需时间较短;此时继续增加工作电压会导致半导体芯片冷热端温差变大而降低该装置的制热系数。对比被动式相变蓄热装置,该装置最大的优越性在于工作电压的可调性,在合理的范围内调整工作电压大小,可以保证其较高的蓄/放热性能,同时克服了被动式相变蓄热装置在低温余热回收过程中无法改善热能供需双方在时间、地点和强度上不匹配性的缺点。     

太阳能光伏新风系统性能研究

将光伏电池板发电与建筑新风系统结合,提出了一种太阳能光伏新风系统,利用光伏发电的同时利用光热预热新风,建立了太阳能光伏新风系统实验平台,并对其冬季工况进行研究,结果表明:太阳能光伏新风系统的平均发电效率为12.7%,平均集热效率为24%,一次能源利用效率为57.3%;实现了对太阳能的光热、光电综合利用,不仅可以提高光伏电池板的发电效率,而且通过对光伏底板热量的回收利用对冬季室外新风加热;太阳能光伏新风系统能使建筑能耗大幅度降低,真正实现建筑节能,同时也达到了通风换气的目的,改善了室内空气品质,提高了房间舒适度.为建筑节能和光伏建筑一体化系统应用提供一种新方法.     

一种新型热电热泵暖风机的性能研究

提出了一种利用热电热泵制热且可回收余热的浴室用热电热泵暖风机,在热力学基础上,建立了热电热泵暖风机的数学模型,并对暖风机在不同室内温度下的制热性能进行了模拟,分析了工作电压和冷热端热管散热器热阻对暖风机制热性能的影响.模拟结果表明:该暖风机的最佳工作电压为5V;冷热端散热器热阻越小,暖风机制热性能越好;通过回收浴室排风余热,有效减小了热电芯片的冷热端温差,提高了暖风机制热性能;暖风机制热系数最高可达2.9,相比电热转换效率为0.9的传统浴室用电热取暖器,节能效果明显.     

遮阳式光伏新风系统性能模拟与优化

对一种新型遮阳式光伏新风系统进行研究,该系统在夏季利用光伏板发电的同时为建筑遮阳,在冬季则可以利用光伏板余热加热新风.采用类区域方法建立了遮阳式光伏新风系统的光电光热转换模型,并采用实验数据对系统模型进行验证,在此基础上对遮阳式光伏新风系统进行优化.研究表明:随着新风量增大,光伏板发电效率、新风得热量与集热效率增大,新风温升与送风温度减小;系统发电效率和集热效率随太阳辐照强度的增大而增大.本文研究的遮阳式光伏新风系统能够有效实现太阳能发电、建筑遮阳和新风加热功能,为建筑节能提供一种新方法.     

热电热泵在非设计工况条件下的性能分析

 采用直流电源模拟太阳能电池板输出不稳定电压驱动热电热泵工作,通过实验测试研究了在连续长时间工作、电压跳跃变化和极限电压工况下,热电热泵冷端温度T_c、热端温度T_h、冷热端温差T_d的变化对其制冷/制热的性能系数（COP）的影响。结果表明,在适宜的电压范围内,热电热泵的制冷速度快、工作性能稳定且能够长时间连续工作,而制热效果明显优于制冷效果,制热效率（E_h）平均高于制冷效率（E_c）约0.8;热电热泵的最佳工作电压区间为2~4 V,此时的冷端温度低、制冷量大、COP 值在理想范围(E_c=0.87~1.89,E_h=1.75~2.75);随着工作电压增高,热电热泵的冷热端温差增大,COP 值减小,当电压大于8V 后,冷热端温差大于45℃,COP 值降至最小,工作性能较差。     

太阳能热电新风机系统容量匹配

提出了一种太阳能热电新风机,为适应逐时变化的新风负荷需求,拟通过调节热电新风机的输入电压满足新风负荷要求.在此基础上分析了光伏组件、热电新风机、蓄电池三者之间的容量匹配关系,并建立了3个系统之间的容量匹配计算数学模型.以北京某新风量为90m3/h的办公室为例,模拟了7月21日至8月21日和1月1日至1月31日每天8:00至18:00热电新风机的使用工况.结果表明:所选光伏组件7月21日至8月21日发电量为94.24kW,热电新风机的总耗电量为64.35kW,连续阴雨天气时蓄电池的最大放电量为1.19kW,热电新风机的平均制冷系数达到2.50;光伏组件1月1日至1月31日发电量为50.29kW,热电新风机的总耗电量为40.54kW,连续阴雨天气时蓄电池的最大放电量为1.51kW,热电新风机的平均制热系数达到3.02.     

相变墙体柔性用能预冷策略优化与敏感性分析

建筑柔性用能对削减空调负荷的峰谷差具有重要意义。相变墙体采用预冷策略可以有效降低高峰负荷，然而预冷可能会增加总能耗。因此，有必要对其柔性用能和能耗特征进行综合研究分析。以长沙的办公建筑为例，建立相变墙体的传热模型并采用实验数据进行对比验证，在此基础上，研究不同预冷策略下相变墙体夏季的柔性潜力，并对影响柔性的相变参数进行敏感性分析。结果表明：当预冷温度为23℃,预冷时长为4 h时，相变墙体能在总能耗降低2.6%的情况下使高峰期的总冷负荷降低85.4%。另外，相变材料的相变温度对柔性的影响最大，其次是位置、密度、相变潜热、厚度、相变范围，而导热系数和比热容对柔性的影响很小。该研究可为相变墙体的应用提供参考。