钾石盐太阳池集热和储热性能研究

为了优化钾石盐太阳池的集热和储热性能,采用控制变量法,分析了光照时间,下对流层厚度(12、17、22 cm)以及盐梯度层厚度(9、14、19 cm)对下对流层温度、集热量、储热量和热效率的影响.结果表明:每天光照时间越长,下对流层温度越高,最高达到55.7℃;照射8 h集热量最高达933.68 kJ/h,照射12 h集...     

柴达木盆地地区太阳池技术应用研究

太阳池是一种兼有太阳能集热器和储热器功能的盐水池,太阳池中贮存的热量被广泛用于采暖、发电以及需要大量低温热源的工农业应用领域．在柴达木盆地具有建设太阳池的有利条件,应大力发展太阳池技术．     

太阳池底部加设多孔介质实验与模拟研究

海边小型实验太阳池证明了多孔介质——卵石的加入能够提高太阳池下对流层（LCZ）温度和太阳池贮热量,并有利于保持补盐过程中池水的澄清.利用有限差分方法研究了多孔介质对LCZ温度、太阳池贮热量以及太阳池最大提热率的影响.计算结果表明一定的土壤条件下适当的多孔介质厚度可以提高太阳池的贮热量以及太阳池的最大提热率.还讨论了土壤...     

蒸氨废液太阳池的优化试验研究

以改善纯碱蒸氨废液太阳池的储热性能为目的,进行了太阳池的大小、下对流层浓度、3层溶液厚度、以及移液方式等因素对太阳池储热性能影响的试验研究。结果表明:蒸氨废液太阳池的横截面积越大、储热性能越好,下对流层溶液浓度40°Be',3层溶液厚度比例为2∶8∶5的太阳池升温最快,平衡时温度最高达到66℃。每隔1.2 h取液和补液一次,每次取液量和补液量占太阳池下对流层总液量的1.92%,20 min取(补)完较合适,能够维护太阳池稳定运行。     

蒸氨废液太阳池主要参数对储热性能的影响规律研究

以获得纯碱蒸氨废液太阳池的运行规律为目的,采用控制变量法试验,分析了太阳池横截面积、盐梯度层浊度、盐梯度层厚度和下对流层浓度4个主要参数对太阳池储热性能的影响,并采用最小二乘法对试验数据进行拟合,分别建立了数学模型。结果表明:下对流层温度与太阳池横截面积呈线性关系、与盐梯度层浊度呈线性关系、与盐梯度层厚度呈二次曲线关系、与下对流层浓度满足分段函数关系。研究结果为太阳池储热性能的理论研究奠定了基础。     

以纯碱蒸氨废液为工作介质的太阳池试验研究

以纯碱蒸氨废液为工作介质,构建盐梯度太阳池,并模拟青海省德令哈地区的自然条件进行了太阳池运行试验。结果表明:50 cm深的蒸氨废液太阳池运行稳定时,上对流层厚度为10 cm,盐梯度层厚度为30 cm,下对流层厚度为10 cm;太阳池运行中表面产生的主要成分为Mg(OH)2和Mg CO3不溶固体;为保持太阳池的稳定运行需要定期补液,减小溶液的浊度,增加光照时间能显著提升太阳池温度,在模拟环境温度15℃下运行时,太阳池的最高温度可达到44℃。利用蒸氨废液可以构建太阳池,是资源化利用的一条新途径。     

黑瓷复合陶瓷太阳板集热系统的应用研究

研发了一种与建筑一体化的新型高效平板太阳能集热体黑瓷复合陶瓷太阳板。该集热体以普通瓷土为原料配制泥浆注浆成型,表面喷涂以工业废弃物提钒尾渣为原料调配的钒钛黑瓷泥浆层,干燥后经连续辊道窑1 200 ℃烧制而成,阳光吸收比为0.95。介绍了陶瓷太阳板房顶集热系统的构建方法,该系统与建筑共用结构层、保温层、防水层,与建筑一体化、同寿命,隔热、保温效果优于普通房顶。通过建筑实例对该集热系统的集热效率与真空玻璃管热水器进行测试对比,得出集热系统日得热量为8.6 MJ/m²,远高于真空玻璃管热水器和国家标准的7.0 MJ/m² ,可实现太阳能使用成本低于常规能源。     

辐照强度对太阳能集热-辐射制冷复合系统热性能影响的研究

文章针对一种太阳能集热-辐射制冷(solar heating-radiative cooling,SHRC)复合系统,结合典型气象年数据,研究了太阳辐照强度变化对系统热效率η和总热损失系数U_L的影响规律;建立了SHRC复合系统的物理模型,模拟了不同辐照强度下的系统热效率,与实验结果的均方根误差为3.97%;在此基础上对6个不同典型气候类型代表城市的全年太阳能集热性能进行了对比分析。结果表明,全年得热量最多和最少的地区分别为亚热带季风气候的堪培拉(4 048.73 MJ/m~2)和温带大陆性气候的纽约(2 791.34 MJ/m~2)。研究结果有利于综合评估和比较不同气候类型地区全年SHRC复合系统热性能,进一步对系统性能较差的季节或地区提出了改进措施。     

梯形太阳池热性能与影响因素分析

基于实验数据对梯形太阳池进行了一维数值模拟,建立了热盐双扩散模型,改进了池底反射模型、辐射透射模型和热损失模型,通过模拟与实验结果对比验证了模型有效性.根据模拟结果分析了梯形太阳池温度分布规律、热稳定性及能源效率,讨论了池水浊度对其热性能的影响.结果表明:梯形结构有利于提升太阳池热利用率;太阳池运行初期,各层能源效率在20%~50%,下对流层能源效率最为稳定,维持在25%左右;下分界层稳定性要优于上分界层,温度梯度越大分界层稳定性越差.     

地下防护工程空调相变储热水池储热性能实验研究

针对既有地下防护工程传统空调冷却水池储热能力不足,外置冷却塔易造成工程红外暴露而影响工程安全的问题,提出了采用空调相变冷却水池方案以期增强系统储热能力,延长工程隔绝防护条件下空调系统运行保障时间.搭建了地下防护工程空调相变储热水池实验台,研究了定负荷条件下相变储热单元用量、冷却水流量对相变储热水池储热性能的影响;考虑添加相变储热单元对水池储热能力与连续保障能力的影响,提出了地下防护工程空调相变储热水池储热性能评价指标:相变储热水池单位体积储热量和基于出口温度定义的相变储热水池保障效能系数.研究表明:向地下防护工程空调储热水池中加入相变单元能够提升空调储热水池储热能力;与未加入相变储热单元的空调储热水池相比,当相变储热单元体积占空调储热水池有效容积的2.84%、4.26%时,相变储热水池单位体积储热量分别提高了6.35%和9.03%,相变储热水池保障效能系数分别提高了7%和11%,空调系统运行保障时间分别延长了1.77 h和2.82 h;在实验条件下,流速从250 L/h提高至450 L/h时,水池单位体积储热量和保障效能系数均有所降低,大流量工况(450 L/h)下,相变储热单元存在未完全融化,水池储热能力与连续保障能力明显降低,因此在不影响热泵机组正常运行和水池储热性能的情况下,适当降低冷却水流量对空调储热水池储热系统是有益的.     

基于纳米复合PCM集蓄热构件的建筑太阳能供暖特性研究

设计一种基于吸光型纳米复合相变材料(PCM)模块化集蓄热构件,将其应用于建筑太阳能采暖,以降低能耗和碳排放。开展石墨烯-石蜡复合相变材料的制备和物性测试,建立PCM集蓄热数学模型,并结合典型气候工况进行供热特性的数值模拟,研究定风量情况下蓄热层厚度和空气流道宽度对供暖特性的影响,分析通风速度对送风温度、日供热量以及太阳能供暖保证率的影响。研究结果表明：添加石墨烯后的纳米复合PCM相对于纯石蜡的集热效率约提升了60%;对于具有18 m²采光面积的集蓄热构件,当通风速度为1.0 m/s时,太阳能集蓄热墙具有较为优异的供暖性能,此时供给室内的日供热量、日平均热效率和供暖保证率分别为112.5 MJ、67.6%和90.0%,室内能够达到20℃的设定温度的时间为13 h。     

一种增大真空管采光面积的方法及其对太阳能热水器性能的影响

在昆明地区晴朗天气条件下，对一种通过在真空管开口端加延长管从而增大采光面积的新型真空管太阳能热水器(试验组)与传统热水器(对照组)进行对比测试分析.试验结果表明：试验组与对照组水箱中的水温上升趋势较为接近且分层皆不明显，但同一时刻试验组各层水温均高于对照组；试验组的日有用得热量、17 MJ/m²下日有用得热量、系统能效和热效率分别比对照组高4.03%、4.04%、8.89%和4.87%.     

复合热源热泵集热/蒸发器的结构优化模拟

为了提升直膨式太阳能-空气复合热源热泵的性能,需要优化集热/蒸发器的结构,为此,建立集热/蒸发器的一维稳态传热数学模型和热泵系统模型,并利用已有实验装置验证其准确性。利用模型计算的集热效率作为评价指标,通过正交试验法和数值模拟分析翅片管的结构参数对集热/蒸发器热力性能的影响;选取单位翅片面积集热量作为经济评价指标,对比不同换热面积下采用最佳结构时的集热性能;采用南京地区典型气象年参数,在空气侧总换热面积相同的条件下选取9种结构,模拟计算不同结构下集热/蒸发器的集热效率和系统全年能效比。研究结果表明:翅片间距、铜管内径和翅片高度对集热效率影响最大,且在一定范围内这3个结构参数的影响规律一致,即在所选取的范围内集热效率可以取得最大值;随着翅片总换热面积增大,空气侧总热阻逐渐减小,翅片的总集热量逐渐增大,单位翅片面积集热量为13.22 m2时取得最大值,此时,既可以增加集热/蒸发器的集热量,又有较好的经济性;在不同季节工况下,当空气侧换热总面积为13.22 m2,铜管内径为9 mm,翅片间距为1.7 mm,翅片高度为10.3 mm时的优化效果最好,与原结构相比,集热效率提升11.77%,全年能效比提升9.36%。     

微型实验性太阳池盖层对比的初步实验

本文章以玻璃、塑料薄膜、分子膜等不同盖层的太阳池的对比实验为基础,对实用性太阳池的盖层选择提出了建议,认为在北京地区建池可能不需要加任何盖层,在水份蒸发较快的地方使用分子膜层;对中、小型池提议使用可移动式盖层最为适宜。同时由加有反射板的太阳池的对比实验,知此种太阳池不仅能增加池内太阳能的入射量,而且使太阳池在高纬度地区的应用成为可能。     

大方县在拱煤矿含煤地层及可采煤层特征浅析

大方在拱煤矿位于扬子准地台黔北台隆遵义断拱毕节北东向构造变形区内。含煤地层为上二叠统龙潭组(P3l),厚146.69～185.91m,平均厚166.3m,含煤层(线)21～32层。可采煤层4～8层,全区可采煤层二层(KC1、KC4),大部可采煤层二层(KC2、KC3)。主要可采煤层具有低中灰-中灰、低硫-中高硫、二级含砷、低磷、特低氯、中高热值-高热值的特点。本区以含煤岩系厚,煤层层数多,厚度变化大为其特征。     

新型的与建筑一体化太阳能双效集热器系统的模拟研究

提出了一种新型的与建筑一体化太阳能双效集热器系统,该系统有两种工作模式:在冬季的被动采暖工作模式和在其他无需供暖时期的集热水工作模式.针对该新型系统的两种工作模式分别建立了与建筑耦合传热计算模型并进行了模拟计算.模拟结果表明:在冬季被动采暖工作模式下,在外环境平均温度只有2.8℃的给定模拟条件下,系统可以使房间温度最高提高至27.4℃,系统被动采暖性能优异;在自然循环集热水工作模式下,在给定模拟条件下,系统集热效率为54.8%,太阳得热总量为4.32MJ/m2.     

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.     

太阳能双效集热器流道结构优化数值模拟研究

双效集热器通过吸收太阳辐照能对低温的水和空气进行加热,实现太阳能的综合利用.为提高集热器的工作效率,提出一种翅片-挡板式换热流道,利用CFD技术模拟适用于空气/水双工质循环的高效换热结构,并通过温度分布云图对比分析换热结构在空气集热模式、水集热模式、空气-水复合集热模式下的传热特性.太阳辐照度800 W/m2,空气流量0.012 kg/s,水流量0.036 kg/s的模拟工况下,翅片-挡板式集热器的空气集热效率达到55.39％,相比单一的翅片式流道效率提升2.26％;增设的挡板式结构对水集热过程没有明显影响,但空气-水复合集热模式下翅片-挡板式流道空气出口温度更高,集热器的综合集热效率得到进一步提升.     

微型抛物槽式太阳能集热器集热特性研究

为将太阳能集热器与建筑结合,提高集热品位,满足中温热能需求,设计了一款聚光比为3.4、高度仅为120 mm的微型抛物槽式集热器,建立了该集热器的热力学理论模型和计算流体动力学(CFD)仿真模型,研究了集热特性,并从太阳辐照度、入口工质温度、进口工质流速、环境温度等方面探讨相关操作参数对集热温度和集热效率的影响规律。研究发现太阳辐照度以及进口工质温度是影响热效率的主要因素,而工质流速、环境温度对该集热器热效率影响较小,集热器瞬时热效率可达67.23%,循环加热的工质温度在200℃以内,平均热效率较高。且在辐照度较弱的天气仍能良好运行,既能提供中温热能,克服不良环境因素的影响,又实现了太阳能建筑一体化。     

回热式有机朗肯循环系统热力性能

膨胀机和工质泵作为有机朗肯循环系统的重要动力部件,在不同的热源温度下,合适的膨胀机及工质泵转速能够有效提高有机朗肯循环(organic Rankine cycle, ORC)系统的热效率。基于回热式ORC系统的热力学分析,选用1,1,1,3,3-五氟丙烷(R245fa)为工质研究了膨胀机转速、工质泵转速以及热源温度对系统性能的影响。结果表明:膨胀机转速的增加使得工质质量流量、蒸发器换热量、膨胀机输出功和系统净输出功有所上升,而蒸发压力和热效率下降;工质泵转速的增加使得工质质量流量、蒸发压力、蒸发器换热量及系统净输出功升高,系统热效率先增加后降低;热源温度的升高导致蒸发压力下降,工质质量流量、蒸发器换热量、膨胀机输出功、净输出功及热效率均随之增加。