为了改善农作物烘干产业中能耗大、污染排放严重的现状,构建了一种由空气集热器、载有相变蓄热材料的蓄热装置、绝热干燥箱、通风装置、排湿装置等组成的可蓄热式太阳能干燥设备,研究了该太阳能干燥系统在满足烘干功能前提下的集热性能、蓄热性能,对红薯进行烘干试验,与自然晾晒的干燥实验做对比,以验证其干燥性能。试验证明,太阳能干燥设备干燥周期(14h)较自然晾晒干燥周期(23h)有明显缩短,另外装载有石蜡相变材质的蓄热箱延长了烘干有效时间,特别是在外界太阳能辐射不稳定的状况下,保证了太阳能干燥作业的稳定进行。

设计了基于圆柱形相变蓄热单元的相变蓄热装置,通过循环实验对蓄热装置的运行特性进行分析,研究了装置的蓄热影响因素。研究结果表明;在等质量相变材料(Phase Change Material,PCM)时,相变单元数量对装置蓄热速率的影响较大;蓄热单元布置间距对装置蓄热速率的影响较小;当增大换热流体(Heat Transfer Fluid,HTF)的流量时,装置总蓄热时间分别缩短了14.5%和29%;提高换热流体入口温度时,不仅增加了蓄热装置的总蓄热量,并且总体蓄热时间分别缩短了10.6%和16.5%。

对一种用于热泵热水器的套管型相变蓄热装置建立了数学模型,用F luent软件对其蓄热过程进行了动态模拟,得出以月桂酸为蓄热介质的套管型蓄热装置在蓄热过程中,PCM管内不同半径处温度、液体比、热流密度随时间的变化情况,以及制冷剂与蓄能材料之间的热流密度随时间的变化规律。

针对一种用于太阳能空调系统的分区蓄热水箱,对其运行情况进行了分析,结果表明,采用分区蓄热水箱来匹配太阳能空调能显著提高系统的性能。在夏季,分区水箱使得运行热水长时间内维持在较高温度,系统制冷COP也得以长时间维持在较高范围,虽然,在夜间无日照的情况下,系统的日工作时间减小了,但系统整体性能得以提高,尤其经过优化后,系统性能提升显著;同时,夏季的水箱结构较好地适用于冬季,在达到供暖要求的情况下,使得冬季系统的散热量降低,系统更为节能。总体而言,分区水箱应用于太阳能空调系统可以减小辅助能源的消耗,提高太阳能利用率。

设计了一套脉动热管相变换热装置,并在搭建的试验台上对不同倾角下脉动热管换热装置的总放热时间和相变潜热放热时间进行了试验测定。结果表明脉动热管相变换热装置在0°、30°、60°、90°倾角下,0°角冷却的放热总时间和相变潜热换热时间均最少,90°倾角下放热总时间和相变潜热放热时间最长。增大冷却水流量,总放热时间和相变潜热放热时间均会减小,但当冷却水流量达到一定值时,继续增大冷却水流量,总放热时间几乎不再变化。冷却水初始温度越低总放热时间和相变潜热放热时间均有较大减少,水槽内冷却水最终温度差别不大。

对一种用于热泵热水器的套管型相变蓄热装置建立了数学模型，用Fluent软件对其蓄热过程进行了动态模拟，得出以月桂酸为蓄热介质的套管型蓄热装置在蓄热过程中，PCM管内不同半径处温度、液体比、热流密度随时间的变化情况，以及制冷剂与蓄能材料之间的热流密度随时间的变化规律。

针对一种用于太阳能空调系统的分区蓄热水箱,对其运行情况进行了分析,结果表明,采用分区蓄热水箱来匹配太阳能空调能显著提高系统的性能。在夏季,分区水箱使得运行热水长时间内维持在较高温度,系统制冷COP也得以长时间维持在较高范围,虽然,在夜间无日照的情况下,系统的日工作时间减小了,但系统整体性能得以提高,尤其经过优化后,系统性能提升显著;同时,夏季的水箱结构较好地适用于冬季,在达到供暖要求的情况下,使得冬季系统的散热量降低,系统更为节能。总体而言,分区水箱应用于太阳能空调系统可以减小辅助能源的消耗,提高太阳能利用率。