太阳能空调品质及评价方法

太阳能空调的服务对象是建筑,其最终目标是要为建筑营造舒适的室内热环境。因此,合理评价太阳能空调品质对保证空调效果,优化系统设计具有重要的意义。基于太阳能空调冷量输运过程参数,提出输冷过程热稳定性、冷冻水能质系数以及输冷过程匹配性三项指标,用来评价太阳能空调品质。根据实验数据对太阳能空调品质进行了评价与分析,并对系统的应用方式进行了探讨。     

槽式太阳能集热与化学热泵耦合的复合发电系统

本文提出了一种抛物槽式太阳能集热与化学热泵耦合的复合发电系统,对其热力性能进行了分析,并研究了反应器中反应蒸汽温度、镜场加热给水温度等关键运行参数对系统性能的影响。研究了太阳能特征参数对系统性能的影响规律,分析了太阳直射辐照强度(DNI)高于设计工况时,储能材料氧化钙的量与DNI的关系。设计工况下,系统输出功335.7 MW,热效率为30.4%,发电效率23.6%。所提出的系统,为解决槽式太阳能单独热发电系统蒸汽参数低导致动力循环热效率低的难题提供了新途径。     

太阳能燃气轮机与卡林那循环联合的热发电系统

本文提出了一种带间冷回热的太阳能燃气轮机与卡林那循环组成的联合循环发电系统,对其热力性能进行了分析,并研究了关键运行参数对热力性能影响。塔式太阳能接收器将经过间冷压缩的压缩空气加热至1000℃用以驱动燃气轮机做功。卡林那循环用以回收燃气余热发电。基于蔡睿贤的比较法,推导出了该系统太阳能热发电效率的简明解析式。结果表明,当燃气轮机入口温度为1000℃时,该系统的(火用)效率和太阳能热发电效率分别可达到29%和27.5%,比太阳能燃气-蒸汽联合循环分别高1.8%和1.6%。该系统的提出,为提高太阳能热发电系统的太阳能热发电效率提供了一种方法,并且对太阳能热发电耗水大的问题提供了一个解决途径。     

热管喷射式空调系统中喷射器的研究

利用热管和喷射器复合所组成的空调系统是一种可利用太阳能和备类余热的无泵型新型空调系统。该系统利用喷射器代替压缩机,利用热管内的毛细芯实现工质循环。本文分析了喷射器的流动特性,采用一个简化的一维模型计算了喷射器的喷射系数。设计了一种专用的小型内置式喷射器,对一太阳能热管喷射式空调系统的制冷特性和性能系数进行了数值模拟。模拟计算表明,喷射器的结构和运行特性对热管喷射式制冷系统的性能有明显的影响。     

太阳能辅助CO2热泵与制冷系统实验研究

本文设计了一种太阳能辅助空气源跨临界二氧化碳热泵空调热水系统,包括太阳能集热系统,二氧化碳热泵系统以及室内室外换热系统;针对春夏秋冬不同天气条件,可采用制热、制冷,热水、制热 热水、制冷 热水五种运行模式,实现热水和空调两大功能.利用搭建的太阳能辅助空气源跨临界CO2热泵热水与空调系统实验台,进行了水-水热泵与制冷循环系统、空气-水热泵与制冷循环系统以及太阳能辅助的热泵循环系统实验研究.结果表明;气体冷却器出口温度越低,系统的性能系数越高;蒸发温度的升高同样也会提高系统的性能系数;在冬季夜间利用太阳能集热系统作为辅助热源可有效提高蒸发温度,同时延长蓄热水箱使用时间,满足整个夜间供热需求.     

直接式S-CO_2塔式太阳能热发电系统光-热-功一体化热力学分析

本文将简单回热,预压缩,再压缩,部分冷却和中间冷却超临界二氧化碳(S-CO_2)布雷顿循环分别与塔式太阳能热发电(SPT)系统结合,建立了直接式S-CO_2塔式太阳能热发电系统的光-热-功一体化模型,对5种S-CO_2循环下整个SPT系统在不同透平入口温度下的热力学性能进行了对比分析。结果表明:随着透平入口温度的增大,整个SPT系统的效率在650℃附近具有最大值,表明直接式S-CO_2塔式太阳能热发电系统的运行温度并非越高越好;在本文研究的透平入口温度范围内(500~800℃),中间冷却和部分冷却S-CO_2循环下的SPT系统具有最高的效率,但系统也最为复杂;再压缩S-CO_2循环下的SPT系统在高温范围(650~800℃)具有较高的效率,且系统比较简单,具有巨大的应用潜力。     

太阳能热气流电站系统研究

由于现有模型不足以准确描述太阳能热气流发电系统的物理机制,本文提出一个更完善的数学模型去分析太阳能热气流电站系统的相对压力分布和系统抽力．模型中考虑了太阳辐射和系统尺寸参数对系统相对压力和系统抽力的影响。以西班牙试验电站为例进行数值模拟,探索系统尺寸参数和太阳辐射对系统相对压力和系统抽力的影响。数值计算结果与理论分析具有良好的一致性．     

高效太阳能热发电系统性能分析

为了提高太阳能热发电站的发电效率,提出了耦合空气轮机、汽轮机及热力塔为一体的太阳能发电系统。在该系统中,吸热器吸收的太阳能加热压气机所压缩的高压空气,多余的热量被储存在储热装置中以在无阳光的时候维持电站正常运转。被加热后的高压空气驱动透平后排入余热锅炉产生蒸汽驱动汽轮机,余热锅炉的排气以及冷却汽轮机凝汽器的空气进入热力塔底部驱动风力涡轮。本文建立了该系统的热力学模型并对系统效率作了计算,计算中对水蒸汽动力循环的参数做了优化。计算结果表明,该系统相比传统的太阳能热电站发电效率明显提高,在环境温度为15℃、空气轮机组透平进口温度为700℃、热力塔高度400 m以上时,空气轮机工作在有回热热效率高的工作模式下,系统循环效率超过了50%,该太阳能电站总的能量转换效率将可达到33%。     

中温太阳能与化学链燃烧整合的冷热电系统

本文提出了中温太阳能与二甲醚-氧化钴化学链燃烧整合的新颖冷热电联产系统,并对系统热力性能及关键参数对系统热力性能的影响进行了分析。研究表明,燃气透平入口初温(TIT)1000℃,压比8.8时,新系统的总能效高达92.6%。在输出量相同的情况下,新系统的化石能源节能率达29.3%,太阳能集热面积节省率可达69.8%。同时,采用热重分析仪对系统关键过程—二甲醚-氧化钴化学链燃烧开展了初步的实验研究,验证了新系统的可行性。     

太阳能固体吸附-喷射制冷联合循环系统研究

本文提出了一种新型太阳能固体吸附-喷射制冷联合循环系统,并建立了相应的物理模型.通过对系统运行原理和热力参数的分析与计算,认为该系统为解决太阳能固体吸附制冷系统的不连续性问题提供了一种行之有效的方法.同时,由于对吸附热的有效回收,系统的COP有一定的提高.     

Performance and Exergy Analyses of a Solar Assisted Heat Pump with Seasonal Heat Storage and Grey Water Heat Recovery Unit

The main research objective of this paper was to compare exergy performance of three different heat pump (HP)-based systems and one natural gas (NG)-based system for the production of heating and cooling energy in a single-house dwelling. The study considered systems based on: 1. A NG and auxiliary cooling unit; 2. Solely HP, 3. HP with additional seasonal heat storage (SHS) and a solar thermal collector (STC); 4. HP with SHS, a STC and a grey water (GW) recovery unit. The assessment of exergy efficiencies for each case was based on the transient systems simulation program TRNSYS, which was used for the simulation of energy use for space heating and cooling of the building, sanitary hot water production, and the thermal response of the seasonal heat storage and solar thermal system. The results show that an enormous waste of exergy is observed by the system based on an NG boiler (with annual overall exergy efficiency of 0.11) in comparison to the most efficient systems, based on HP water–water with a seasonal heat storage and solar thermal collector with the efficiency of 0.47. The same system with an added GW unit exhibits lower water temperatures, resulting in the exergy efficiency of 0.43. The other three systems, based on air–, water–, and ground–water HPs, show significantly lower annual source water temperatures (10.9, 11.0, 11.0, respectively) compared to systems with SHS and SHS + GW, with temperatures of 28.8 and 19.3 K, respectively.     

双热源空调-热水器一体机冬季制热的实验研究

冬季室外温度低时,空气源热泵系统的蒸发器会结霜,使系统COP降低。所设计的空调-热水器一体机可以制冷、制热、一年四季提供生活用热水。冬季室外温度低时,用太阳能加热后的水作为热泵的低温热源,可以提高热泵的效率。分别用空气源蒸发器和水源蒸发器独立工作使系统给房间制热,实验结果发现水源蒸发器工作时系统的COP平均值为3.56,空气源蒸发器工作时的COP平均值为2.51。     

1.x级溴化锂吸收式制冷循环性能分析

提出了一个适合于利用太阳能的新型1.x级溴化锂吸收式制冷循环。计算了该循环的性能。结果表明,在现有太阳能集热器所能提供的热水温度范围,1.x级循环克服了单效循环运行范围窄的缺点,其性能指标明显高于两级循环;冷却水先进入冷凝器的串联流程优于并联流程;热水、冷媒水、冷却水温度对溴冷机循环系统的性能系数、热源单耗、面积单耗等经济性指标有较大影响。     

太阳能光伏热水系统的能量梯级利用

为了实现太阳能光伏发电系统中用于冷却太阳能电池的低品位热能利用,本文提出了太阳能光伏热水系统。通过对单体光伏光热系统(PV/T)的实验研究表明,在单体PV/T放置角度为30°,流量为200 L/h时,集热效率可达到最大值65.6%,系统的平均发电效率为14.3%,瞬时综合效率最大为83%,达到了能量的梯级利用。     

太阳能热泵热水系统循环水流量控制仿真

设计了一套新的太阳能热泵热水系统,介绍了该系统的工作原理和特点,分析表明,该系统既具有普通太阳能热泵的优点,又能够实现供暖、供冷、全年供应生活热水等多种功能。采用机理建模的方法建立了房间冷负荷、风机盘管、执行器、传感器和循环水系统的传递函数模型。设计了太阳能热泵热水系统的循环水系统PID控制、模糊控制和模糊自适应PID控制三种控制方案,并针对设计的三种控制方案对系统进行了控制仿真。结果表明,从调节时间、超调量和阶跃响应等几个方面综合考虑,由于模糊自适应PID控制能够在线调整控制系统的特性参数,随时适应系统的运行变化,在太阳能热泵热水系统的循环水系统运行控制上具有明显的优势。     

喷射-闪蒸复合制冷性能研究

为充分利用工业废热、提高能源利用效率、减少热排放,将喷射制冷与闪蒸制冷进行有机结合,以工业生产中产生的大量废热蒸汽为动力,利用喷射器的抽吸原理,通过蒸发冷却将闪蒸器中的水冷却至5～10℃,混合冷凝器则可输出50～60℃热水,达到同时实现制冷和制热,满足不同用户要求的目的.     

小型复叠式空气源热泵采暖系统性能影响因素的实验研究

本文探讨了循环水流量﹑热水温度及环境温度等参数对小型复叠式空气源热泵采暖系统性能的影响。实验结果表明:在一定温度范围内,随着制取热水温度的升高,热泵的制热量逐渐降低,热泵的输入功率逐渐增大,系统COP呈下降趋势;当制取的热水温度相同、环境温度较高时,热泵的制热量、热泵平均COP值较高;在一定流量范围内,循环流量越大,热泵的制热能力越高,当制取热水的温度相同时,大循环流量下高温环路的压缩机排气温度越低,运行越稳定。     

CO2跨临界水-水热泵系统实验研究

对CO2跨临界水-水热泵系统进行研究,并搭建实验台进行测试:系统中添加回热器与否的两种情况下,通过改变蒸发温度、冷冻水的流量和温度、冷却水的流量和温度,测试系统的制热系数COPh和制冷系数COP。结果表明,蒸发温度升高,系统的COPh、COP也随之增加;而冷冻水流量增加,系统的COPh、COP增加不明显;增加回热器后随着冷冻水温度升高,系统COPh和COP上升趋势显著;冷却水流量增加对系统性能的影响很大;随着冷却水温度的升高,系统的换热量降低,导致系统的COPh和COP随之降低。通过以上实验证明在相同的工况下,添加回热器可提高系统的性能。