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.     

光伏电池覆盖率和玻璃盖板对光伏太阳能热泵系统综合性能的影响

光伏太阳能热泵(PV-SAHP)系统具备光电、光热综合利用能力.在该系统中,光伏电池覆盖率的改变,会对系统的光电性能和光热性能产生完全相反的影响:覆盖率减小,系统得热增加,光电输出功率则减小;另一方面,在蒸发器表面加置玻璃盖板,同样会对系统的光电、光热性能产生类似的影响.为此,基于系统的动态分布参数模型,参考热力学第二定律,以系统的炬用效率为判据,研究光伏电池覆盖率和蒸发器玻璃盖板对系统综合性能的影响.结果显示,覆盖率的增大能够明显提高系统的综合性能;而加置玻璃盖板则会导致系统综合性能的下降.     

多因素耦合对光伏发电性能影响的试验研究

为了解苏州地区各因素耦合对光伏发电性能的影响,在苏州科技大学搭建了太阳能光伏一体化材料试验台,将所采集到的同步光伏发电数据及环境气象参数进行研究分析,首先采用了多元线性回归方程的分析方法,分析了各影响因素与光伏板表面温度之间的关系。接着研究了光伏板表面温度对光伏板发电量的影响;并采用了一元线性回归方程分析其之间的关系。然后采用趋势面分析法,分析了光伏板表面温度和太阳辐射量量对多晶硅光伏板发电量的影响。研究表明:环境温度每升高1℃,光伏板表面温度增加0.908℃;室外风速每增大1 m/s,光伏板表面温度降低0.056℃;总太阳辐射强度每升高1 W/m~2,光伏板表面温度增加0.035℃;室外湿度每增大1%,光伏板表面温度降低0.172℃;且光伏板表面温度每升高1℃,发电量增加0.073 W·h。同时,趋势面分析发现光伏板表面温度与太阳辐射量对发电量的影响呈双向变化的趋势,即太阳辐射量的正向变化,光伏板表面温度负向变化,且两级变化趋势明显,中间变化趋势平缓。     

基于GPD的夏季空调室外计算温度确定方法

为以概率方式确定空调室外计算温度,提出用广义帕累托分布(GPD)描述室外空气湿球和干球极端高温数据概率分布的方法.以天津市30年气象数据为基础,建立了极端高温数据的GPD模型,以此确定了历年平均不保证50,h的空调室外计算温度.从数据采集频率、气候变化和地域气候类型适用性3个角度验证了GPD方法的适用性.结果表明:GPD密度曲线与经验分布曲线吻合度较高,对天津市而言,GPD法确定的空调室外计算温度与"规范法"差值不大于0.1,℃;GPD法对气象数据采集频率不敏感,分别以逐时和定时数据为统计基础确定的室外计算温度相差最大的是干球温度,差值为0.1,℃;此外,GPD法可以准确反映气候变暖带来的室外计算温度变化,并且对不同地区不同特征的气候也具有良好的适应性.综上,GPD法可以用于空调室外计算温度的统计确定.     

具有负反馈特征的光伏-温差联合发电模型与效率分析

太阳能电池输出功率随着温度升高而降低,半导体温差发电模块输出功率随着温差的增大而升高.结合两者输出功率随温度变化的关系,利用烟囱效应巧妙设计了一套具有负反馈作用的光伏 温差联合发电系统,并对其进行了效率和环境分析.结果表明:系统处于稳定工况时,温差模块可以提供输出功率4.3 W,光伏电池比自然冷却方式下的输出功率增加6.9%,系统的光电转换效率增加1.42%,效率达到12.06%,在寿命期内比火力发电减排NOx 9.7 kg、CO2 742.9 kg、SO2 9.6 kg;系统可以有效地控制电池板与环境的温差在22 ℃左右,增加电池板的使用寿命,这对可再生能源的应用具有理论指导意义.     

三套管蓄能型热泵的制冷实验

为考察三套管蓄能型热泵(TRESE)的制冷性能,对一台2,HP样机的4种制冷模式分别进行了实验研究.实验结果表明,夜间室外干球温度低于25,℃时,三套管蓄能型热泵的周期制冷COP较高,其值在2.4~3.7之间;三套管蓄能器与空气源热泵联合供冷模式的COP较高,在室外干球温度为35~43,℃的范围内,其值在2.4~2.9之间,较空气源热泵单独供冷模式的COP提高了15%;当三套管蓄能器供冷水流量为40,L/h时,联合供冷期间三套管蓄能器的供冷百分比稳定在7.7%左右,受室外气温的影响不大;若将样机中3组三套管蓄能器同时开启,则三套管蓄能器的供冷率在联合供冷中的比例可提升至23%.     

基于阈值模型的室外气象参数研究

室外空气干球温度、湿球温度与太阳辐射强度是研究空调设计负荷的三个重要室外气象参数,研究它们同时出现的极端情况对于空调负荷设计具有重要意义.基于二元阈值模型研究室外空气干球温度与太阳辐射强度两参数统计规律,采用MCMC方法估计模型的参数,对该阈值模型进行分析与预测.结果表明,天津市6~9月平均每20天会出现一次极端高温,此时空调处于"失效"状态.     

厦门年逐时室外干球温度的拟合

通过对厦门某日室外逐时干球温度数据组的拟合公式比较,得出高斯多峰函数的拟合精度高于傅立叶级数三角函数.在此基础上,采用高斯多峰函数对厦门年逐时室外空气干球温度进行多峰拟合,得出拟合公式,其拟合的可信度为99.5%,0.5%的拟合值与实际值相差较大,误差在±2℃范围内.     

新风系统在中国不同气候区域的交换效率分析

以哈尔滨、北京、上海和广州四个城市为代表的气候区,研究新风系统分别在制冷和制热工况下的温度交换效率和焓交换效率,旨在为设计人员和使用者选择新风系统提供参考。测试工况室内侧依据标准要求,统一按制热工况(21℃,13℃),制冷工况(27℃,19. 5℃)参数设定。制冷工况室外侧干球温度由30. 7℃上升到35℃;制热工况室外侧干球温度由-27. 1℃上升到5. 2℃;无论是制冷工况还是制热工况,室外侧温度逐渐升高,交换效率也不断升高,温度交换效率升高较焓交换效率更加明显。     

不同供电模式下光伏空调系统采暖性能研究

针对光伏空调系统在不同供电模式下的性能进行了实验研究,分别考察了市电供电、电池板-蓄电池联合供电、蓄电池单独供电模式下系统的供热性能,研究发现市电供电模式下系统效率为3.7;蓄电池单独供电模式下系统效率为3.57;电池板-蓄电池联合供电模式下系统效率为0.38.     

南向墙体全天非稳态得热分析

为得到较为准确的南向墙体冬季热负荷情况,对南向3种墙体全天得热进行理论分析,并利用有限差分方法对南向墙体内、外表面温度及逐时热负荷等进行计算.结果表明:在冬季夜间供暖空调标准工况下,利用室外综合空气温度计算3种墙体内表面温度变化均很小,温度波动在0.2 ℃左右;3种墙体在室外综合温度条件下计算的热负荷均比在室外空气温度下计算的热负荷要小18.1%;对保温性能好的墙体计算逐时负荷意义不大,但是对于保温性能差的墙体计算逐时负荷意义则很大.     

基于光伏发电的温室滴灌系统设计

设计了一套用于农业温室大棚的光伏发电与集雨滴灌系统.该系统以C52单片机为控制芯片，根据温室外环境光照强度优化调整太阳能电池板的对光位置，在满足室内植物生长需要的光照强度下增加了光伏发电量.此外，利用该系统可以采集温室内部温度、土壤湿度等环境数据，根据植物生长环境的变化进行合理地滴灌喷洒，从而有效提高植物的生长速度.     

长沙地区混合通风住宅老年人空调使用行为

为研究混合通风建筑内人员的空调使用行为对建筑能耗的影响,对夏热冬冷地区以老年人为主的住宅空调系统及室内环境进行为期一年的连续监测,收集了气象参数、空调使用率、开启时间、室内的设定温度等数据. 分析表明：夏季和冬季在客厅、餐厅以及主卧开启空调的时间均有所不同. 在夏季,客厅与餐厅的设定温度较为集中,主要为26~28 ℃,主卧的室内设定温度主要为25~29 ℃,三者设定温度的峰值均在27.5 ℃左右;在冬季,各房间的室内设定温度相差不大,频率最高的温度为20.5 ℃. 夏季住宅内老年人日间室外耐受温度约为31 ℃,夜间约为26 ℃;而冬季住宅内老年人日间室外耐受温度约为12 ℃,夜间耐受温度约为8 ℃. 同时建立了空调开启率与环境温度之间的逻辑回归模型、空调开启时间以及室内温度正态分布模型,为研究混合通风住宅建筑空调使用行为提供参考.     

基站用微通道分离式热管换热性能实验研究

分离式热管空调能够有效降低基站能耗,采用微通道换热器作为其蒸发器和冷凝器可提高其换热性能.为了分析充液率对微通道分离式热管换热量、能效比及制冷剂压力、温度的影响,以及两种风量,不同室外温度下最佳充液率范围和换热量的变化,由焓差实验台模拟基站室内外环境,以R22为工质,对该系统进行测试.结果表明:标准工况下,系统最大换热量和EER分别为4.0kW和11.8,最佳充液率范围为79.3%~105.8%,系统压力随充液率增加而增大,蒸发器进出口温差随充液率的增加先减小,后略有增大;蒸发器侧的风量由3 000m~3/h减少到1 700m~3/h时,最佳充液率范围不变,最大换热量和EER减少了29%,蒸发器出风温度由23.9℃降低到23.0℃.在不同室外温度下,最佳充液率范围随室外温度降低而变小,室内外温差增加能显著提高该系统的换热性能.研究结果对基站用微通道分离式热管的理论模型建立、节能设计与运行控制有一定参考价值.     

除湿转轮与中高温热泵耦合空调系统性能实验

提出除湿转轮与中高温热泵耦合的运行方式,利用热泵来完全满足再生负荷要求,搭建转轮热泵耦合空调系统实验台,对不同工况下,新风量分别为20％和10％两种情况系统的性能进行实验研究．结果表明：室外空气干球和湿球温度越高,蒸发器出口风温越高,性能系数越低,为使冷凝器出口风温满足再生要求的冷凝风量会相应地增加和减少;随室内空气干球温度升高和湿球温度降低,蒸发器出口风温升高,性能系数下降,为使冷凝器出口风温满足再生要求的冷凝风量减少;耦合空调系统的新风量由20％降为10％时,再生温度需求降低约3℃,蒸发器出口风温降低约1．5℃,能耗相应减少,性能系数提高．同时,对耦合空调系统与常规再热系统的性能进行仿真模拟,结果表明：与常规系统相比,耦合空调系统中压缩子系统的性能系数降低,耦合空调系统能耗减少,性能系数提高;与相同工况下的常规系统相比．新风量为20％和10％的耦合系统可分别节能36．80％和40．86％;与室内设计温度为23℃的常规系统相比．可分别节能12．95％和18．48％．     

机械振荡条件下微功率光伏电池板的输出特性研究

漂浮式光伏发电具有不占耕地,温升效应低,防止水过量蒸发等优势,正逐渐受到大家的青睐。然而水面起伏波动导致光伏电池板产生的机械振动,会使其输出电压和电流产生低频振荡,发电品质急剧恶化。本文选择了一微功率光伏电池板,对其在典型天气下的动、静态输出特性进行研究,在此基础上搭建了光伏发电的Simulink仿真模型,仿真得出了动态条件下的的光伏电池的P-U和I-U特性曲线,探究了光伏电池板机械振荡角度和频率变化下输出功率极值点的变化情况。研究结果表明,动态条件下光伏电池板的P-U特性曲线会出现多个局部极值点,且电池板振荡角度对功率极值点的影响更大,为后续漂浮式光伏发电的最大功率点跟踪算法的研究提供了更为直观的数据支撑。     

商场冷凝水耦合光伏/光热系统的应用分析

太阳能光伏光热(solar photovoltaic-thermal, PV/T)技术将光伏和光热结合,可实现产电效率的提高和低品位热源的综合利用。基于商场空调冷凝水的实时回收量,本文研究建立了冷凝水水冷式PV/T系统,研究了该系统的性能和环境效益。在确定商场的空调冷凝水的逐时水量的基础上,将冷凝水水冷式PV/T系统与单一光伏(photovoltaic, PV)系统的性能进行对比分析。结果表明,冷凝水水冷式PV/T系统通过收集制冷季商场内空调产生的大量冷凝水作为冷却介质,降低了光伏电池板的温度,典型日的光伏效率提升了17.78%,在整个制冷季,冷凝水水冷式PV/T系统较单一的PV系统净发电量增加了365.55 kW·h,具有6 938.27 kW·h的节能效益,可减排6.439 t二氧化碳。     

人体舒适度与室内热环境

通过对自然通风环境、实际空调环境、实验空调环境与人体舒适度的关系的分析,发现在自然通风条件下人体热感觉随着温度变化是最小的,仅为0.0949(TSV)/℃,而在实际空调环境下,热感觉与温度关系最大,变化率为0.3245(TSV)/℃.说明在自然通风条件下,影响人体突然感觉的其他因素比实际空调环境以及实验空调环境的要多;本文对三种热环境下热不可接受率与实测不舒适度进行比较,发现实测不舒适度远高于热不可接受率,说明热感觉并不等同于热舒适;在自然通风环境下,高温高湿(28℃,80%以上)条件下,空气焓值大小对实测不舒适度的影响比温度、相对湿度更为明显.     

一种新型的空调系统空气处理方法及其节能分析

针对现有空调系统空气处理方法存在的不足,提出一种热湿分段的空调系统空气处理方法.分析了热湿分段处理方法的原理和过程,通过建立热湿分段处理方法的节能数学模型,研究并得出了表冷器结构、空调回风状态对热湿分段处理方法节能效果的影响规律.结果表明:相对于常规空气处理方法,热湿分段处理方法在表冷器设计换热温差7 ℃、出风温度为16 ℃时,冷水机组COP提高达9.14%以上;在回风干球温度为25 ℃、湿球温度为21 ℃时,冷水机组COP提高达8%以上.     

前置串联式风冷热回收机组的冷媒控制策略

分析了前置串联式风冷热回收空调系统存在的主要应用问题,提出了一种应用于该类型空调机组的冷媒控制策略.通过测试证明,使用该冷媒控制策略的风冷热回收机组有效避免了风险,运行情况得到明显改善.在常规工况下,机组运行稳定;在热回收器进水温度为30℃的低热水温度制冷工况下,机组节流装置前液态冷媒的过冷度由0.2℃提升到3.1℃,冷凝热的回收率从16.34%提高到19.48%,热回收出水温度升高约2.5℃;在制冷最大负荷工况下,排气压力过高时,机组可以按照控制逻辑设定回收系统中多余的冷媒,保证机组稳定运行.