外置式太阳能热电烟囱通风及其对室内热环境的影响

太阳能烟囱(solar chimney, SC)是热压驱动室内自然通风的重要手段之一,提高其太阳能利用率和通风性能具有重要意义。结合离散热源强化烟囱通风理念,提出了一种外置式太阳能热电烟囱并探讨了烟囱通风特性及其对室内环境影响。首先基于流动传热与热电能量转换理论,建立了太阳能热电烟囱二维非稳态模型。其次分析了不同热电发电机(thermoelectric generator, TEG)位置,如烟囱出口处(TEG-outlet),烟囱中部处(TEG-mid),烟囱入口处(TEG-inlet),烟囱通风性能与室内环境流动分布规律,并进一步讨论了热电发电性能。最后比较了外置式离散热电烟囱(solar chimney integrated with TEG,TEG-SC)与传统烟囱的各项通风、发电性能的差异,阐明TEG-SC的优势。结果表明：随着光照强度增大,热电放置在入口处相对于放置在出口处和中部处下的出口速度和每小时换气率量(air changes per hour, ACH)最大,此时,每个位置TEG的发电功率差别不大,但是随着光照强度的增大,热电放置出口处的发电功率会逐渐增大。与此同时,...     

太阳能烟囱强化自然通风在建筑节能中的应用研究

该文通过数值模拟主要研究了太阳能烟囱高度、深度之间的优化关系,以及空气质量流量与太阳能烟囱几何尺寸之间的关系。得到了NuL取得最大值时,在105≤ RaL ≤1012范围内,（b/L）opt的关联式。RaL值越高,NuL取得最大值时,（b/L）opt越小。得到了无量纲质量流量M取得最大值时（b/L）opt的值,在RaL相同时,它大于NuL取得最大值时的（b/L）opt值,且同时优化太阳能烟囱内空气的传热和流动性能是不可行的。     

透明插板对太阳能烟囱通风优化的数值研究

建立耦合插板的太阳能烟囱模型并对其进行数值计算,调查了不同插板间距及插板数量对烟囱通风性能的影响。研究表明,透明插板将在烟囱通道中形成热边界层来提升热压转换效率,从而提高了太阳能烟囱的通风能力。耦合单块插板时,插板间距为d/D=3/5时烟囱通风量最大,此时如果改变插板材料的吸收率,烟囱通风效果会更好。此外,当插板数量增加时烟囱通风量呈现增加的趋势。     

暖通空调中不可忽视的烟囱通风设计

我国经济迅猛发展的同时也带来了环境破坏和空气污染的问题,笔者从事暖通空调设计行业工作多年来参与了数十个与烟囱项目改造设计、咨询的项目,经总结整理发现,需改造重新设计和出现烟囱排烟效果不理想的现象,与前期设计阶段有很大的关系,大多数烟囱的通风系统在设计时被忽视。因此,本文通过对烟囱通风系统由前期设计配合到设计计算及应注意采取的措施等整个相对完整的环节阐述,呼吁同行在今后的设计中对此问题予以重视。     

烟囱性状对立式集热板太阳能热气流电站系统性能的影响

在传统太阳能热气流电站基础上,设计了一种应用于城市的立式集热板太阳能热气流发电系统,并利用FLUENT软件对立式集热板太阳能热气流电站系统进行数值模拟,在不同集热板高度、宽度和空气层厚度下的模拟结果表明:随着集热板高度、宽度和空气层厚度的增加,系统通风量和系统最大功率都是增大的,增大幅度越来越慢,甚至减小;系统最大能量转换效率随高度的增加而增加,集热板高度和空气层厚度对其影响较小;集热板宽度与宽度之间存在一个最佳比值为15～25,使得在此比值范围内,系统通风量最大;考虑到城市建筑形象和空气层厚度对系统通风量的影响,空气层最佳厚度为0.2～0.4 m.     

太阳能烟囱强化自然通风的研究现状

 自然通风是一种节能的被动式通风冷却技术,其原理是在由温差引起的热压或风压的作用下驱动室内空间的空气自然流动,与机械通风相比,自然通风具有显著的节能优点。太阳能烟囱利用太阳辐射加热烟囱通道内的空气,提高温差,从而强化自然通风。本研究介绍了太阳能集热墙体(Trombe)式和倾斜集热板屋顶式两种典型太阳能烟囱的结构及其强化自然通风的基本原理。详细讨论了影响太阳能烟囱通风性能的主要因素,并介绍国内外学者对太阳能烟囱的主要研究方法和相关研究成果。太阳能烟囱的高度和深度(玻璃盖板与集热墙的间距)影响烟囱内空气的温升以及空气的自然对流的流动特点,从而影响了太阳能烟囱的自然通风流量。空气流量随着烟囱深度的增加而增加,但烟囱深度超过一定值后空气流量不增反减。当烟囱的深高比超过2.5后,烟囱出口端会出现逆流,从而抑制了通风量的增加。集热墙的结构以及倾斜角度对太阳能烟囱自然通风效果的影响与地理位置和气候条件等因素有关。研究太阳能烟囱自然通风的理论方法包括基于能量平衡分析的模型和基于计算流体力学的数值模拟。分析了太阳能烟囱自然通风研究中需要改进的问题。     

太阳能烟囱发电系统中的涡轮机研究进展

 空气涡轮机作为太阳能烟囱发电系统(SCPP)的主要出力设备,其性能直接影响整个系统的效益。涡轮机类型、结构、布置及参数变化对SCPP 整体效益的影响将成为SCPP 的研究重点。简要概括了国内外SCPP 中涡轮机的研究进展,总结了涡轮机性能研究的历程和研究方法、成果,并提出了今后研究的重点和方向。     

太阳能烟囱发电系统蓄热层的试验研究

搭建了3台带有不同石块蓄热介质蓄热层的太阳能烟囱发电系统对比试验装置,在实际天气条件下,对该装置的运行性能进行了测试,并对试验结果进行了对比分析.结果表明:石块蓄热层具有储存热量的能力,随着蓄热层深度的增加,蓄热层内温度随外界影响就越小.系统内热气流的温升主要在集热棚的中前段,不同时间层热气流温升幅度不同.辐射强度、辐...     

太阳能烟囱发电系统内传热问题的数值分析

为了揭示辐射换热、太阳辐照度以及涡轮压降对太阳能烟囱发电系统性能的影响规律,基于系统内部能量传递机制的理论分析,通过合理选择边界条件,在充分考虑各种气象因素影响下的系统内部多种热效应耦合的数值计算中引入了离散坐标辐射模型、太阳载荷模型及涡轮模型,以解决目前数值研究中物理模型及边界条件选择时需要明确的问题。以西班牙示范电站为原型,对太阳能烟囱发电系统内部的流动换热行为进行了详细的三维数值模拟,并将数值模拟数据与西班牙示范电站的实验数据进行了对比,二者具有良好的一致性。模拟结果表明:集热棚内的辐射换热对棚内温度分布有重要影响,在数值模拟中不能忽略,否则会导致系统内部换热行为完全背离真实的换热过程;集热棚覆盖层与外界环境对流、辐射换热造成的热量损失是系统内的主要热损失;涡轮压降对系统性能也会产生显著影响。     

烟囱形状及集热棚结构参数对太阳能烟囱发电系统流动与传热特性的影响

以西班牙Manzanares太阳能烟囱发电系统为原型,数值研究了烟囱形状、集热棚直径和集热棚离地高度等因素对太阳能发电系统的流动和传热特性的影响。研究结果表明:渐扩型的烟囱所达到的最大中心速度最高,而稳定时的中心速度最低;渐扩型与渐缩型较直筒型烟囱中心温度更高。渐缩型的烟囱其系统的质量流率最小,而渐扩型的烟囱其系统总传热速率最大。综合考虑,渐扩型设计的烟囱有助于流动和总传热率的提高。集热棚直径的增加能明显增强系统的流动和传热特性;但随直径的增加其增强效果逐渐减弱。集热棚外缘高度增加时,中心速度的增加程度逐渐减小,中心温度降低。集热棚外缘高度增加,系统的流动和传热特性均有所增强;但当高度超过3 m时其增强效果减弱,继续增加高度对流动和传热效果影响不大。     

相变蓄热材料导热系数对太阳能通风墙性能的影响

通过对相变蓄热型太阳能烟囱模型通风蓄放热变化过程的计算,分析比较不同相变蓄热墙导热系数对太阳能烟囱性能的影响.计算结果表明:吸热板最大表面温度随着相变蓄热墙导热系数的增大越接近相变蓄热墙的相变温度;蓄热阶段,入口平均风速随着相变蓄热墙导热系数的增大而减小;放热阶段,入口平均风速随着相变蓄热墙导热系数的增大反而越大;相变蓄热墙导热系数越大,蓄热型太阳能烟囱系统16 h的累计通风量越高,但在导热系数增大到0.66 W·(m·K)^-1后,再增大材料导热系数,累计通风量几乎不再增加.     

太阳能烟囱在地下空间中的通风特性及优化

建立无量纲模型对不同Ra下太阳能烟囱内部气体流动特性及出口质量流率规律进行数值分析,提出结构优化方案以增大烟囱出口质量流率。研究结果表明,随着Ra的增加,烟囱内气体由完全出流逐渐转变为出口反向流特征,出现反向流时Ra近似为106;分析烟囱出口质量流率得到,出口处无量纲质量流率随Ra的增大而增大,但反向流的出现会减小其增长率。出口反向流现象是影响太阳能烟囱强化通风效果的重要因素之一,由此提出倾斜式优化通风结构。     

太阳能烟囱综合系统集热棚内气流特性

针对太阳能烟囱综合系统内强化海水蒸发这一关键环节,搭建了太阳能烟囱强化海水蒸发的小型实验装置．通过接触式测温元件,考察了系统内气流温升和湿舍量变化,研究了改变系统结构条件时系统性能的变化．结果表明．烟囱入口处气流接近饱和状态,蓄热水体基本可以维持系统昼夜工作;提高水体的吸收率和优化烟囱的结构参数,可使系统的性能得到提升。     

太阳能混合吸收式制冷空调系统的性能研究

提出了一种新型太阳能混合吸收式制冷空调系统,可以较好地利用太阳能制冷,克服传统吸收式系统在利用太阳能实现制冷时存在整体效率低的弊端．混合吸收式制冷循环增设附加高压发生器,同时使高压发生器再生出LiBr溶液与低压吸收器的吸收后的溶液混合,进入高压吸收器,提高了高压吸收器中LiBr溶液的浓度使其压力降低．研究结果表明,新型制冷循环的制冷系数高达0．61,驱动热源的可利用温差最高可达33．2℃,新型太阳能混合吸收式空调系统的整体效率比两级吸收式太阳能空调系统有较大提高,最大提高幅度为94．5％,能更好地发挥太阳能空调的优势．     

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.     

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.     

太阳能在汽车辅助空调系统中的应用

针对夏日户外停车时,车内温度迅速上升这一问题,提出了利用太阳能作为能源驱动汽车的辅助空调系统方案.首先介绍了车内气流管理控制系统,通过该系统控制驱动风扇,使室内外空气流通达到温度平衡;其次利用太阳能半导体制冷技术,设计车载半导体制冷空调;最后对这两种辅助温控系统做了比较.     

太阳能空调的研究与发展

本文从太阳能利用的合理性、发展太阳能空调的市场基础、技术基础和能源的可持续性发展等多个方面论述了发展太阳能空调的意义,同时阐述了太阳能空调的发展历程与现状;阐明了太阳能空调的研究发展方向.     

海南省小型独立生态居住系统太阳能空调的研究与运用

以海南某别墅建筑为例简要介绍了生态建筑,在结合能源紧张现状的基础上,提出小型独立生态居住系统太阳能空调系统的方案.从夏季制冷和冬季供暖两方面出发,结合别墅建筑及其使用特点,对别墅太阳能空调的各种系统进行了分析和讨论.     

吸收式太阳能空调系统热力学分析

论述了吸收式太阳能空调系统的工作原理、制冷方式及其性能指标的影响因素.从热力学角度分析了吸收式太阳能空调系统对建筑物内产生的制冷效应.用数值模拟的方法,对某房间传热情况进行了数值计算并得出相应的结论.即采用吸收式太阳能空调系统对房间进行供冷,可以保持建筑物内部节点温度在22.8~25.7℃之间.