Abstract ：

提出了 1种利用微热管阵列高效传热实现回风加热新风的热电热回收装置.在焓差实验室中搭建了新型热电热回收新风装置的性能测试平台,实验研究了热回收装置性能,并对其影响因素进行了分析.结果表明,实验在新风量为280 m3/h,新风进风温度为10 ℃,输入电功率为550 W的工况下新风温升达到最大值10.87 ℃;新风进风温度为0℃,输入电功率为550 W的工况下装置制热量达到最大值1 255.8 W.实验工况的能量回收比在1.87～12.48之间变化.输入电功率每增加50 W,出口温度约增加0.63℃,能量回收比随之快速降低;新风进风温度每降低1℃,出风温度降低0.8 ℃,制热量和ERC增大;风量从110 m3/h增加至280 m3/h时,制热量和ERC增大,出风温度降低7.5 ℃,同时压降也增大了 47.32 Pa.分析装置的传热机理后以实验数据为样本拟合了送风温度与进风温度和输入电功率之间的关系式,为其实际工程应用提供了理论参考.研究结果为实现新风节能供应提供了技术支持,也为建筑减少运行能耗与碳排放提供了新的思路.

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性能测试 新风系统 理论分析 微热管阵列 热电热回收

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为保证芯片的工作温度在安全范围内,研究利用微热管阵列(MHPA)设计了用于芯片热管理的散热装置.通过实验测试了不同蒸发端长度和充液率对单L型和U型MHPA散热器传热性能的影响,并对双L-MHPA和U-MHPA芯片散热器进行不同倾角的传热性能对比实验.结果表明:过高的充液率和过长的蒸发端长度均降低了 MHPA散热器的传热能力,水平放置时的U1-MHPA芯片散热器具有最佳的传热性能,在160 W的加热功率下,散热器平均热阻为89.6 K/(W·m2),散热器能稳定芯片的温度在57.9℃.双L型散热器具有更好的倾角适应能力.

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微热管阵列 热阻 传热性能 芯片

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基于L型双层微热管阵列‑双层玻璃盖板的平板型太阳能空气集热器，涉及太阳能光热利用领域，包括双层玻璃盖板、选择性吸收涂层、L型微热管阵列、平直翅片以及换热风道组件。在所述装置的集热过程中，太阳光透过双层玻璃盖板，加热盖板下侧的空气层，穿过玻璃的太阳光通过热辐射及热对流的方式将热量传递到选择性吸收涂层的表面，进而加热微热管阵列的蒸发段，微热管阵列通过其自身的优良性能将风道中的低温空气加热。利用L型微热管阵列优良的导热性能，增加了集热器的有效集热面积，实现了集热段和取热段的有效分离，同时增加了热管内部气液相变工质的流通量，有效增加了冷凝段面积，提高了集热器集热装置的集热效率。

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本文提出了一种基于相变蓄热技术和平板微热管阵列技术的电加热式蓄热器,阐明了该装置的结构形式和工作原理,并对其单独蓄/放热与同时蓄/放热过程的热特性进行了研究.该新型电蓄热器采用12支带有百叶窗翅片的平板微热管阵列作为传热元件,蓄热器内填充18 kg的67# 工业石蜡.蓄热工况采用不同加热功率(0.2～2.0 kW)对该电蓄热器进行加热,放热时控制放热流体体积流量(20～120 m3/h)和放热流体温度(15～27℃)进行放热.实验结果表明:在不同的运行模式下,该新型电蓄热器运行高效稳定,在单独蓄放模式下,测试结果显示装置的蓄、放热效率可达到99％和89％.

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消纳风电 电加热 削峰填谷 平板微热管阵列 相变蓄热

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可再生能源例如太阳能等,是实现碳达峰、碳中和目标的重要能源形式,但其存在间歇性与不规律性等问题.将相变蓄能技术与可再生能源结合可以利用相变蓄能技术提高系统的稳定性.提出微热管阵列梯级相变蓄热系统,以空气为换热流体,以52#石蜡和月桂酸作为梯级蓄热的两种相变材料,研究梯级蓄热装置在换热流体不同进口温度、不同流量下的蓄热特性.结果显示,该装置在较大的填充率下缩短了蓄放热时间,完成蓄热过程所需时间与单级蓄热装置相比缩短了 43.75%.换热流体进口温度对梯级蓄热系统传热性能有较大影响.梯级蓄热装置的蓄热效率和放热效率分别为 88.9%和 76.8%.蓄热过程中,梯级蓄热装置蓄热器 1 和蓄热器 2 的平均有效性分别为0.51和0.45.

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微热管阵列 相变蓄热 百叶窗翅片 梯级蓄热装置

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以基于微热管阵列的光伏光热热水系统为研究对象,通过数值模拟的方法,对考虑和不考虑用水规律的工况下该系统的连续运行性能进行对比研究.研究表明,考虑用水规律的工况下,该系统每日的水箱初始温度均高于40℃,但经过一天的连续运行,较高的初始温度对终止温度的提升并不明显;与不考虑用水规律的工况相比,其平均热效率、电效率和综合效率均出现下降,分别降低10.7%～34.7%、0.1%～0.4%和11.6%～35.4%,特别是在多云、阴天等工况下降幅最大.针对上述现象,建议可采用双水箱系统或优化用水规律等措施,以提升技术的适应性.

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用水规律 运行性能 太阳能 光伏组件 PV/T 数学模型 热效率

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本文设计了一种基于微热管阵列的太阳能-空气能双源集热蒸发(冷凝)器及双源直膨式热泵系统,该系统可有效降低光伏组件温度提升光伏发电效率,同时可实现制热和制冷功能,是一种多能互补可满足多种用能需求的新型建筑供能系统形式.搭建了太阳能-空气能双源直膨式热泵系统实验台,并对系统在夏季典型工况下的发电、供冷与提供生活热水性能进行实验测试与分析,结果表明,双源直膨式热泵系统制热运行时,PV/T组件工作对光伏组件起到了显著降温作用,相比于热泵不运行工况,组件光电功率提高56.43％,光电效率提升53.15％;双源直膨式热泵系统将180 L水由20℃加热至50℃的制热过程,系统平均制热COP为4.59,集热功率为3.20 kW,总发电量为1.43 kW·h,总耗电量为1.36 kW·h;由12℃冷却至7℃的制冷过程,系统平均EER为2.29.

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直膨式热泵 微热管阵列 光伏光热 集热蒸发(冷凝)器

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本文将基于微热管阵列的光伏光热组件作为蒸发器与热泵技术相结合,提出了1种新型太阳能-空气双热源直膨热泵系统,对其运行性能进行了实验研究.研究表明,随太阳辐照的增加,其电效率和COP逐渐增加,热效率和综合效率逐渐降低;随环境温度的增加,其电效率逐渐降低,热效率、综合效率和COP逐渐增加.在供热工况下,太阳能-空气双热源模式更适合在低太阳辐照、高环境温度条件下运行;而太阳能单热源模式则更适合在高太阳辐照、低环境温度条件下运行.相比于燃气热水器、电热水器和空气源热泵热水器,该系统具有较好的经济性.

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COP 太阳能-空气双热源直膨热泵 光伏光热蒸发器 实验研究 微热管阵列

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以平板微热管阵列为核心传热元件结合复合抛物面聚光式集热器和相变蓄热器,提出了一种以空气为传热介质的复合抛物面聚光式太阳能集蓄热一体化系统.该系统采用复合抛物面聚光式真空管集热器为集热部件,58#石蜡为相变储热材料,搭接平板微热管阵列为核心热传输元件,在室外测试了2种不同模式(先蓄后取模式和边蓄边取模式)下系统在不同空气流量下的蓄放热性能.同时根据太阳入射光线方位角的变化,结合聚光器入射半角θ,确定了聚光器吸收太阳总辐射时间范围,建立了复合抛物面聚光式太阳能集热器对太阳能辐射能的吸收计算模型.实验结果表明:先蓄后取模式下,集热器吸收太阳辐照量在15 MJ左右,一体化装置的平均蓄热效率在36％左右,取热空气体积流量的变化对该装置日总效率影响不大,维持在34％左右;边蓄边取模式下,随着空气体积流量增加,空气有效利用量增加,装置日总效率增大,空气流量110 m3/h时,空气有效利用量为7.07 MJ,日总效率为45.6％.

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日总效率 平板微热管阵列 集蓄热一体化 复合抛物面聚光器 太阳能 相变蓄热

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设计了基于微热管阵列的光伏光热建筑一体化(building integrated photovoltaic-thermal,BIPVT)组件与近零能耗建筑,该建筑采用太阳能-空气能多能互补供能系统,实现了建筑供冷、供热与供电的多种用能需求.为研究该建筑在不同气候条件下能否满足近零能耗建筑的标准,搭建了BIPVT建筑及太阳能-空气能多能互补供能系统,建立了供能系统仿真模型,对不同气候条件下BIPVT建筑的节能特性进行分析.结果表明,不同气候条件下,BIPVT建筑供能系统的太阳能贡献率占建筑负荷比例为56％ ～98％,发电量占满足建筑环境需求用电量的比例为70％ ～100％.根据近零能耗建筑技术标准,对BIPVT建筑的节能特性进行分析,在不同气候条件下的典型城市,BIPVT建筑都可以满足近零能耗建筑或零能耗建筑的标准,节能减排效益较好.

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仿真模型 气候分区 节能特性 多能互补 近零能耗建筑 光伏光热建筑一体化

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