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.     

太阳能溴化锂吸收式制冷循环的改进

由于单效溴化锂吸收制冷循环受太阳能热源温度较低的限制,需要采用适当的辅助手段.本文对增压辅助型太阳能溴冷机循环流程提出了在冷凝器前加装隔离阀的改进方案,该方案可降低发生压力,以充分利用低温热源,并可有效回收压缩功.通过计算分析了改进循环的热力系数COP与热源温度和循环溶液质量分数差的关系.给出了在不同的热源温度下对应的最佳发生压力的调整范围.     

立式升温型溴化锂吸收式热泵的设计与变工况研究

本文对立式升温型溴化锂吸收式热泵循环和各部件建立了数学模型,并设计了85℃热水驱动产110℃热水的立式降膜升温型溴化锂吸收式热泵,吸收器输出功率为50 kW。然后对其在热源热水温度和流量变化、冷却水入口温度和流量改变等非设计工况下的工作特性进行了计算与分析研究,得到变工况对于机组性能系数,效率和机组负荷的影响关系图。发现在我们的研究范围内,热源水参数的变化对机组性能的影响要大于冷却水。并且在热源水参数变化过程中,机组性能存在性能急剧变化的拐点,实际运行中应当避免。     

变面积槽式太阳能卡琳娜循环热力性能研究

本文研究了变面积槽式太阳能卡琳娜循环的热力性能,用以解决低辐照无法利用以及变辐照条件下卡琳娜循环变工况运行的问题。新系统主要包括两部分:可变镜面积抛物槽式太阳能集热器和可变流程卡琳娜循环。随太阳辐照强度减小,集热温度不变,透平入口温度不变,通过改变扩展聚光镜有效集热面积,维持集热量不变,减少变工况运行;当扩展聚光镜已经全部展开至主聚光镜两侧,而太阳辐照强度继续减小,需降低集热温度和传热介质进出口温差,降低透平入口温度,调整卡琳娜循环流程和主要参数。结果表明,新系统能够增大可利用的太阳辐照强度范围,维持集热场有效热能不变,减少系统变工况运行。     

复合热源热泵系统集热/蒸发器的模型

提出了一种新型太阳能-空气复合热源热泵热水器,它通过独特设计的螺旋翅片蒸发盘管的平板型集热/蒸发器,综合利用太阳能和空气中的热量作为低位热源,经过热泵循环制造热水.论文针对自行设计的集热/蒸发器建立数学模型和进行热性能分析,以太阳能输入比例为准则研究系统的运行模式与特性.模拟结果显示,该装置可以一年四季全天候高效、节能地制造55℃生活热水。     

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。     

用于废热回收的开式吸收式热泵性能研究

本文提出了一种用于回收中低温高湿空气潜热的开式吸收式热泵系统,在设计工况下系统COP可达1.632,并能产生温度高于60℃的热水。通过对系统进行理论建模,分析了水蒸气吸收量、湿空气进气温度、换热器效率以及液气比对系统性能的影响。增加水蒸气吸收量、湿空气进气温度和溶液换热器效率均能提高系统COP。最后,讨论了冷却水流向布置对系统运行的影响,提出了防止溶液结晶的系统流程。     

直膨式太阳能热泵热水器的实验研究

建立了直膨式太阳能热泵热水器实验样机,该样机采用裸板式太阳能集热器作为蒸发器。在室内模拟光源(0～1000W/m2)下,对该热水器进行了性能测试,得出热水平均加热功率为1.04 kW,热泵平均COP为4.18。通过对实验数据加以整理和分析,得出了热水温度、集热/蒸发板温度、热水加热功率及热泵COP随太阳辐射强度及运行时间的变化规律,并提出了热泵COP的改善措施。     

以TFE-[BMIm][Br]为工质对的吸收式制冷循环性能分析

本文选择含离子液体体系TFE-[BMIm][Br]作为吸收式制冷循环的工质体系,基于文献数据给出了计算TFE-[BMIm][Br]热物性模型,建立并联双效吸收式制冷循环的模拟程序,分别考察了四种双效并联制冷流程中溶液换热器的热交换效率、蒸发温度、吸收温度以及发生温度对系统性能、溶液循环倍率以及系统操作压力的影响.探索新工质对TFE-[BMIm][Br]的可行性,确定了TFE-[BMIm][Br]双效并联吸收式制冷循环的适宜的运行操作范围以及适宜的流程方案.     

余热深度利用除湿降温系统中溶液工质研究

基于一种吸收式制冷与溶液除湿有机耦合的除湿降温空调系统,选择LiBr-H₂O、LiCl-H₂O、LiCl-CaCl₂-H₂O等溶液作为工质对,对吸收式制冷系统进行实验研究,测试系统性能与影响因素。实验结果表明,在热水温度80℃,输出17℃冷冻水的条件下,LiCl-CaCl₂混合溶液作为工质对的制冷量为10.72 kW,COP为0.59,比LiBr溶液和LiCl溶液低6%左右,其单位立方米成本仅为LiBr的36%,在性能相差不大的前提下具有成本优势,因此有替代LiBr的可能。同时,系统运行存在最佳制冷效果的溶液循环量;热水温度越高,制冷量越大;冷却水温度越低,流量越大;系统制冷量越大,能效越高。     

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.     

单压吸收式制冷气泡泵冷态实验及性能分析

单压吸收式制冷是一种可以利用太阳能等低品位能源驱动的制冷循环,而气泡泵是该制冷系统中的最主要耗能部件,因此对气泡泵的研究尤其重要。冷态模拟实验可以避免热态实验中出现的实验过程不稳定等缺点,产生的气泡更加均匀,获得的实验数据更加准确。实验结果表明输气量和沉浸比对气泡泵性能影响较大。     

Spiral phase-change material for enhancing natural circulation solar water heater: An experimental study

This article studies the use of spiral phase-change material as an energy storage to improve the performance of a domestic solar water heater. The heating and cooling tests have been conducted for the vertical and horizontal position of the phase-change material in the water heater tank. The vertical position phase-change material yields better results than horizontal position. The charging energy and system thermal efficiencies of the tank are increased up to 20% and 12%, respectively, when the phase-change material is kept vertically. Also, it is observed that better heat transfer coefficient between water and phase-change material and upgraded thermal stratification during the cooling tests.     

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。     

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。     

闭式循环太阳能空调系统热稳定性分析

闭式循环太阳能空调系统减少了蓄热水箱以及与之相关的热水循环泵,直接在太阳能集热器与制冷机组之间形成热水循环环路,系统得到简化的同时,降低了水泵功耗,具有明显的经济性和节能性。然而,由于系统水容量较低,闭式循环太阳能空调系统在运行过程中呈现出明显的波动性。通过研究主要过程参数的变化率,对系统运行的热稳定性进行了分析,并对系统的应用方式进行了探讨。     

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。     

太阳能甲醇重整制氢-发电联产系统

基于不同用能系统整合和能的综合梯级利用思路,研究提出一种新颖的太阳能甲醇重整制氢-发电联产系统.将太阳能甲醇重整制氢与发电有机整合,不仅合理地利用中低温太阳能,同时实现甲醇重整制氢弛放气的综合利用.新的联产系统具有优良的热力性能,化石能源的相对节能率达到29%,制氢单位能耗降低为0.85 GJ/GJ-H2.研究表明,减小能量转化传递过程的品位差和合理利用太阳能热是系统节能的关键所在.研究成果将为太阳能多功能能源系统发展提供新方案与新思路.