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。     

变频控制直接膨胀式太阳能热泵的数值模拟

文中通过对变频控制直接膨胀式太阳能热泵的数值模拟,指出PV/T- SAHP系统实现变频控制从而解决太阳能热泵集热器面积与压缩机的容量不匹配的关键问题是找到系统集热/蒸发器的MSS线.为变工况下太阳能热泵系统的研究提供参考.     

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。     

中型直膨式太阳能PVT热泵系统性能实验研究

对一种中型直膨式太阳能PVT(光伏/光热)热泵热电联产系统进行了实验研究。通过对PV(光伏)组件与直膨式集热/蒸发器的合理耦合构建PVT热泵系统,直膨式背板可吸收太阳能电池废热,降低太阳能电池温度,有效提高光伏组件发电效率,同时提高了热泵循环蒸发温度和蒸发压力,改善了热泵系统的运行性能。背板采用新型直膨式集热/蒸发器流道结构,结合PVT组件阵列管路设计,有效提升了冷媒分布均一性和PVT组件工作温度的均匀性。实验结果表明系统在热水模式下的平均COP(Coefficient of Performance)可达6.45,供暖模式的平均COP达4.24。系统所发电量可用于自身压缩机、水泵运行或并入电网,且提供55?C以上的热水,从而实现太阳能PVT热泵系统高效热电联产。     

双蒸发器连接形式对双源复合热泵系统制热性能影响研究

传统热泵采用单一热源(空气源或水源),虽然也有利用多热源(蒸发器)的复合热泵,但往往采取蒸发器切换的工作模式,这种工作模式难以同时利用多热源能量来达到制热目的。双蒸发器耦合的复合热泵系统通过太阳能水源蒸发器与空气源蒸发器协同工作来提高其制热性能,但不同的蒸发器连接形式(串联与并联)必然导致复合热泵系统的制热性能发生变化。本文利用热力学方法对双蒸发器采用不同连接形式的复合热泵系统的热力学性能进行了比较分析。研究结果表明:无论双蒸发器并联还是串联连接的复合热泵系统均较单一热源(空气源)的热泵的制热性能均显著提高;双蒸发器并联连接的复合热泵系统的能耗较双蒸发器串联连接的复合热泵系统的能耗明显下降,双蒸发器并联连接的复合热泵系统需要增加一台压缩机,但其节能性显著,也更具经济性优势。     

太阳能辅助空气源热泵空调低温特性研究

为了改善和提高空气源热泵空调冬季低温环境下的工作性能,设计了以翅片-套管复合式换热器为核心部件,以太阳能低温热水作为辅助热源的太阳能辅助空气源热泵空调,并对该热泵空调进行了低温工况性能测试。实验结果证明,当室外环境温度低至-15℃时,太阳能辅助空气源热泵空调与单一空气源热泵空调相比,系统性能得到明显改善,COP提高50%以上。     

太阳能与辅助热源互补供暖仿真研究

针对太阳能供暖系统占地面积大、高寒地区供暖效果不稳定情况,本文利用TRNSYS搭建实验系统仿真模型,以空气源热泵或电加热作为辅助热源进行对比分析与优化。系统能耗、辅热量与房间热舒适性设定为目标值,通过响应曲面法分析集热器面积、集热器倾角及供暖循环泵流量等对目标值的影响,从而对工况进行优化。太阳能与空气源热泵互补供暖系统最优工况为:集热倾角43.71°、空气源热泵功率6.47 kW、供暖泵流量4.08 m~3/h;对应目标值能耗4799.11 kWh、热泵辅助加热量16953.3 kWh、PPD_19.84%、PPD_2 9.62%。太阳能与电加热互补供暖系统最优工况为:集热倾角50°、电加热功率25.77kW、供暖泵流量6 m~3/h;对应目标值能耗18075.6 kWh、电加热辅助加热量17698.75 kWh、PPD_1 9.62%、PPD2 9.35%。经对比分析可知太阳能与空气源热泵互补供暖在高寒地区更具优势。     

双热源复合换热器复合换热温差影响因素分析

空气-水双热源复合换热器是太阳能-空气双热源复合热泵系统的核心部件,空气-水双热源复合换热器的有效复合换热温差对空气-水双热源复合换热器的换热性能以及太阳能-空气双热源复合热泵的系统性能具有重要影响。建立了空气-水双热源复合换热器和太阳能-空气双热源复合热泵系统的数学模型,利用数学模拟的方法研究了空气-水双热源复合换热器结构参数,即内外管径、翅片间距对有效复合换热温差的影响。模拟结果表明:空气-水双热源复合换热器的有效复合换热温差随内管管径的减小、外管管径的增大以及翅片间距的减小而增大。     

太阳能热泵联合烟草干燥系统

为解决烟草干燥过程能耗高的问题,并强化清洁能源在烟草行业的应用,设计并搭建了一套太阳能热泵联合烟草干燥系统。该系统采用真空管集热器进行集热,利用常压水进行蓄热,以热水和热泵冷凝器共同作为热源为烟草干燥过程提供热量。文章阐述了系统的结构及原理,对集热单元的效率、蓄热单元的热损失以及整个干燥系统的能耗进行了计算和分析,并与单独采用热泵供热时的系统能耗进行了对比。该系统集热单元的光热转换效率最高可达到60%,与单独采用热泵进行供热的系统相比,该系统能够节约能耗24.0%,具有明显的节能效果和经济效益。     

Periodicities in photospheric magnetic flux

Magnetic field plays an important role in solar structure and activity. In principle, the determination of magnetic flux would provide the best general-purpose index of solar activity. Currently, the periodicity studies corresponding to photospheric magnetic flux (PMF) are very few possibly due to the absence of a uniform flux sequence. In this paper, by using 383 NSO/Kitt Peak magnetic synoptic charts we reconstruct a flux sequence from February 1975 to August 2003 and perform a relatively systemic periodicity analysis with two methods of the Scargle periodogram and the Morlet wavelet transform. As a result, four periods are found at around 1050, 500, 300 and 160 days. We analyze these periods’ temporal variabilities in detail and discuss their respective origins briefly.     

Solving Solar Neutrino Puzzle via LMA MSW Conversion

We analyze the existing solar neutrino experiment data and show the allowed regions. The result from SNO‘s salt phase itself restricts quite a lot the allowed region‘s area. Reactor neutrinos play an important role in determining oscillation parameters. KamLAND gives decisive conclusion on the solution to the solar neutrino puzzle, in particular, the spectral distortion in the 766.3 Ty KamLAND data gives another new improvement in the constraint of solar MSW-LMA solutions. We confirm that at 99. 73% C.L. the high-LMA solution is excluded.     

Solving Solar Neutrino Puzzle via LMA MSW Conversion

We analyze the existing solar neutrino experiment data and show the allowed regions. The result from SNO＇s salt phase itself restricts quite a lot the allowed region＇s area. Reactor neutrinos play an important role in determining oscillation parameters. KamLAND gives decisive conclusion on the solution to the solar neutrino puzzle, in particular, the spectral distortion in the 766.3 Ty KamLAND data gives another new improvement in the constraint of solar MSW-LMA solutions. We confirm that at 99.73% C.L. the high-LMA solution is excluded.     

塔式太阳能热发电系统聚焦光斑能流密度的检测方法

提出了一种新型的基于间接测量原理的塔式太阳能热发电系统聚焦光斑能流密度的检测方法。该方法不需要使用量热计或能流密度探测器,使测量过程得以简化。利用同一部相机,在完全相同的相机参数设置下,拍摄太阳和聚焦光斑的图像,根据当前的太阳直射辐射值,标定相机的像素灰度值与聚焦光斑能流密度值的比例因子,进而得出聚焦光斑的能流密度分布。详细阐述了该方法的测量原理,搭建了实验平台,并测量了一面小定日镜聚焦光斑的能流密度分布,验证了该方法的正确性和可行性。实验结果表明,该方法测得的峰值能流的相对误差小于5%,而系统的重复性误差约为1%。     

光学与太阳能

开发资源丰富、可再生,清洁的新能源是全球一项紧迫的战略任务.在概述现有能源技术的基础上,从光学和光学技术角度重点对太阳能的直接利用、太阳能电池以及太阳能分解水制氰进行了分析.指出了利用简单有效的太阳能跟踪聚焦系统,以及耐热、低损耗、低成本和宽光谱传输的空芯塑料光纤,可以加大对太阳能的直接利用和普及推广;在太阳能电池方面,应重点研究和发展各种薄膜太阳能电池,采用对可见、紫外和红外光谱吸收的、具有不同带隙的复合材料和采用多结器件,以进一步提高电池的转换效率和降低成本;在太阳能分解水制氢方面,应该把直射到地球表面的、从紫外-可见-红外的宽太阳光谱,利用空腔辐射器作一个变换,转换成绝大部分位于水分子有强烈吸收带的红外区.同时利用催化剂(敏化剂),对水进行红外光催化分解反应,或者利用红外多光子离解这有可能取得工业化规模制氢的突破.     

自动寻日的太阳辐照绝对辐射计

为了准确测量太阳总量辐射,研制了具备自动跟踪能力的太阳辐照绝对辐射计SIAR-3a.介绍了SIAR-3a的原理,提出了双轴太阳跟踪的控制方法.SIAR-3a采用电来标定待测量的太阳总量辐射,可以在测量太阳总量辐射的同时较为准确地跟踪太阳.标定实验中,SIAR-3a在3σ范围内的相对均方根误差是0.06%,已经标定到了保...     

掩星状态下的太阳形状及强度的理论及数值分析

提出了一种掩星状态下获得太阳形状及强度的方法,并进行了理论推导,建立了数值仿真模型。建立了无大气折射效应下的太阳形状及强度矩阵,并以此作为参考,通过阿贝尔积分公式及折射率垂直剖面反演得到经大气折射后的太阳像面任意位置处的大气弯曲角,根据弯曲角计算得到掩星后太阳像面各个点位置相对于不发生掩星时的位移,根据参考像面即可得到掩星后的太阳像面形状及强度矩阵。 仿真结果表明,采用此模型能实现掩星状态下,不同轨道位置,任意切点下的太阳形状及强度分布。 同时,以卫星轨道高度600 km作为仿真算例,模拟获得了从5~60 km不同正切点高度位置处相应的太阳形状及强度分布,并且仿真得到了云层遮挡下的太阳强度分布图。此模型对应用于卫星姿态部件的测试标定、遥感技术及材料测量等领域,实现能够较为真实地反映太阳形状及强度的太阳模拟器,具有较高的参考价值。     

Is a higher correlation necessary for a more accurate prediction?

A higher correlation tends to yield a more accurate prediction,so that a correlation as high as possible has been searched for and employed in the prediction of solar activity.Instead of using geomagnetic activity during the descending phase of the solar cycle,the minimum annual aa index (aa min) is used as an indicator for the ensuing maximum amplitude (R m) of the sunspot cycle.A four-cycle periodicity is roughly shown in the correlation between R m and aa min.The widely accepted Ohl's precursor predictio...     

太阳模拟技术

概述了国内外太阳模拟技术的发展现状。提出了太阳模拟器设计的技术指标,讨论了太阳模拟器的光学系统设计思想。介绍了聚光系统、光学积分器、准直系统、滤光片光谱透过率的优化设计方案,通过复合高次非球面聚光系统和非共轴深椭球面反射镜的使用,提高了聚光镜对光源辐射通量的聚光效率,改善了第二焦面上的辐照分布。通过对光学积分器原理及像差分析,给出了有效的优化设计经验公式。最后,对研制过程中遇到的问题进行了归纳总结,并提出了改进思路。     

自动寻日的太阳辐照绝对辐射计(英文)

为了准确测量太阳总量辐射,研制了具备自动跟踪能力的太阳辐照绝对辐射计SIAR-3a。介绍了SIAR-3a的原理,提出了双轴太阳跟踪的控制方法。SIAR-3a采用电来标定待测量的太阳总量辐射,可以在测量太阳总量辐射的同时较为准确地跟踪太阳。标定实验中,SIAR-3a在3σ范围内的相对均方根误差是0.06%,已经标定到了保存在瑞士达沃斯世界辐射中心的世界辐射基准。太阳辐照实验结果表明,SIAR-3a工作可靠,测量结果准确。