寒冷地区空气源热泵辅助太阳能热水器供暖性能 被引量：6

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作者 李金平 董玉慧 +3 位作者 李彩军 代静波 牛轶男 NOVAKOVIC Vojislav 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第7期910-920,共11页

为提高太阳能热水器供暖的稳定性并大幅降低空气源热泵供暖的成本,提出空气源热泵辅助太阳能真空管热水器供暖构想,在甘肃省兰州市七里河区魏岭乡绿化村搭建空气源热泵辅助太阳能热水器供暖试验系统,详细研究了晴天、阴天及多云3种典型... 为提高太阳能热水器供暖的稳定性并大幅降低空气源热泵供暖的成本,提出空气源热泵辅助太阳能真空管热水器供暖构想,在甘肃省兰州市七里河区魏岭乡绿化村搭建空气源热泵辅助太阳能热水器供暖试验系统,详细研究了晴天、阴天及多云3种典型工况下系统的集热效率、热泵性能系数、系统太阳能保证率和系统能效比等.研究结果表明,晴天、阴天及多云工况下太阳能集热器有效得热量分别为75.5、4.1和49.2 kW·h,集热效率分别为61.3%、26.6%、55.2%,太阳能热泵平均性能系数(COP)分别为3.6、3.4、3.6,空气源热泵平均COP分别为0、2.9、3.1,系统实际供热量分别为113.4、125.9和124.8 kW·h,系统耗电量分别为33.4、50.5和42.7 kW·h,系统太阳能保证率分别为66.6%、3.3%、39.4%,系统能效比分别为3.4,2.5,2.9.研究证明了太阳能真空管集热器-空气源热泵系统用于寒冷地区供暖的可行性,为寒冷地区供暖提供了一种新途径. 展开更多

关键词 太阳能热水器 空气源热泵 集热效率 性能系数 系统太阳能保证率 系统能效比

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寒冷地区户用大平板太阳能集热器-空气源热泵系统性能研究 被引量：7

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作者 李金平 李彩军 +3 位作者 李天澍 董玉慧 代静波 Vojislav Novakovic 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第5期246-256,共11页

针对太阳能难以单独稳定供暖和空气源热泵供暖成本高的问题,提出空气源热泵辅助太阳能稳定供暖构想,在甘肃省兰州市七里河区魏岭乡绿化村研发搭建大平板太阳能集热器-空气源热泵系统,对比研究晴天、多云和阴天3种典型工况下大平板太阳... 针对太阳能难以单独稳定供暖和空气源热泵供暖成本高的问题,提出空气源热泵辅助太阳能稳定供暖构想,在甘肃省兰州市七里河区魏岭乡绿化村研发搭建大平板太阳能集热器-空气源热泵系统,对比研究晴天、多云和阴天3种典型工况下大平板太阳能集热器的集热效率、太阳能热泵和空气源热泵COP、太阳能保证率、系统总供热量和系统能效比等性能参数。结果表明:晴天、多云和阴天系统集热效率分别为44.9%、38.7%和20.6%,3种工况下太阳能热泵COP均为4.0,空气源热泵COP分别为3.5、3.3和3.1,太阳能保证率分别为38.1%、32.3%和12.9%,系统全天供热量分别为142.52、135.22和120.96 kWh,系统能效比分别为3.5、3.4和2.7。研究结果证明大平板太阳能集热器-空气源热泵系统用于寒冷地区单体建筑供暖的可行性,可为寒冷地区农村单体建筑的供暖提供一种新途径。 展开更多

关键词 太阳能集热器 空气源热泵 性能系数 太阳能保证率 系统能效比

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旋流排沙装置排沙效率的数值模拟与试验研究

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作者 王昱 王哲辉 +4 位作者 张宝泉 雒天峰 张晓龙 任伟龙 王玉昆 《中国农村水利水电》 北大核心 2025年第1期32-38,46,共8页

为提高水库中排沙洞的排沙效率,研发了一种新型旋流排沙装置。利用数值模拟试验和水工模型试验两种方法,研究了旋流排沙装置中叶轮组合、旋流场的流速分布特征、旋流排沙装置对排沙洞口泥沙的冲淤特性和排沙效率的影响。数值模拟结果表... 为提高水库中排沙洞的排沙效率,研发了一种新型旋流排沙装置。利用数值模拟试验和水工模型试验两种方法,研究了旋流排沙装置中叶轮组合、旋流场的流速分布特征、旋流排沙装置对排沙洞口泥沙的冲淤特性和排沙效率的影响。数值模拟结果表明,旋流排沙装置中单叶轮的流场范围随转速的增大而扩大,但当叶轮转速增加至20r/s时流场范围不再增加;旋流排沙装置中组合旋流场范围取决于叶轮的转速及其布置方式,当以三角形方式布置时,组合流场范围也随叶轮转速的增加而扩大,但叶轮间距布置过小会导致能量耗散过高,叶轮间距布置过大则不能形成有效的组合流场,旋流排沙装置的最优运行状态为叶轮距离为70mm、转速为20r/s。数值模拟和模型试验结果表明,旋流排沙装置可有效增大排沙洞的排沙效率和冲淤范围,当库区水位较深形成冲沙漏斗时,旋流排沙装置可使排沙洞的排沙效率提高71.5%;当库区水位较浅形成冲沙廊道时,旋流排沙装置能使排沙洞的排沙量增加4.02kg,说明该装置对库区水深较浅的淤积泥沙具有较好的排出效果,对解决甘肃河西水少沙多型水库内的泥沙淤积问题具有重要意义。 展开更多

关键词 数值模拟 水工模型试验 库区排沙 旋流场

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集热方式对全玻璃真空管太阳能热水器性能的影响 被引量：5

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作者 李金平 叶何立 +2 位作者 邓聪聪 黄娟娟 王春龙 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第1期103-111,共9页

为对比分析自然循环竖排管、强制循环竖排管和强制循环横排管3种集热方式对全玻璃真空管太阳热水器有效集热量、平均有效集热效率和瞬时有效集热量等的影响,以3组30支Φ58×1800 mm的全玻璃真空管太阳热水器为研究对象,在兰州地区... 为对比分析自然循环竖排管、强制循环竖排管和强制循环横排管3种集热方式对全玻璃真空管太阳热水器有效集热量、平均有效集热效率和瞬时有效集热量等的影响,以3组30支Φ58×1800 mm的全玻璃真空管太阳热水器为研究对象,在兰州地区搭建试验平台,在太阳辐射为19.0~25.7 MJ/m^(2),风速为0.5~1.3 m/s,平均环境温度为8.9~12.0℃的情况下进行连续5 d的试验。试验结果表明:自然循环竖排管热水器有效集热量和平均有效集热效率比强制循环竖排管热水器分别高6.6~8.3 MJ、10.8%~14.8%;强制循环竖排管热水器有效集热量和平均有效集热效率比强制循环横排管热水器分别高0.9~3.4 MJ、1.6%~5.0%。从有效集热面积、真空管内部换热强度、循环管道热损失共3个方面解释不同集热方式产生差异的原因。 展开更多

关键词 太阳热水器 自然对流 强制对流 集热效率 热损失 全玻璃真空管

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严寒地区主被动太阳能协同采暖室内舒适度研究 被引量：2

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作者 李金平 王兆福 +2 位作者 王航 黄娟娟 王春龙 《西安建筑科技大学学报（自然科学版）》 北大核心 2019年第4期584-590,共7页

我国藏区冬季严寒,采暖主要以煤炭和牛粪直燃为主,室内舒适度较差.为了利用藏区丰富的太阳能实现清洁采暖,以甘南州合作市一座170m^2附加被动式阳光间的典型单体建筑为研究对象,利用布置在屋顶的7组30支竖管式全玻璃真空管太阳能集热器... 我国藏区冬季严寒,采暖主要以煤炭和牛粪直燃为主,室内舒适度较差.为了利用藏区丰富的太阳能实现清洁采暖,以甘南州合作市一座170m^2附加被动式阳光间的典型单体建筑为研究对象,利用布置在屋顶的7组30支竖管式全玻璃真空管太阳能集热器阵列给室内低温地板和水暖炕供暖.参照《民用建筑室内热湿环境评价标准》(GB/T 50785-2012)和Fanger热舒适评价体系,在2018年3月20日至2018年5月6日期间试验研究了室内的热环境和热舒适度,并评价了室内舒适度.研究结果表明:测试期内,当环境温度在-10.9~15℃变化时,未采用其它能源辅助的情况下,主被动太阳能协同采暖室内温度48 d都处在14℃以上,最高达到22.3℃,仅有1 d室内温度最低降到13℃,48 d内室内风速和湿度较好,室内热环境符合国家Ⅰ级标准,主被动太阳能协同采暖完全可以实现严寒藏区清洁供暖. 展开更多

关键词 严寒地区 被动式阳光间 主动式采暖 室内热环境 室内舒适度

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西北新农村住宅太阳能地板采暖房间室内舒适度 被引量：3

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作者 李金平 王磊 +2 位作者 杨霭蓉 甄箫斐 司泽田 《可再生能源》 CAS 北大核心 2016年第12期1772-1778,共7页

为了了解我国西北地区新农村住宅冬季室内舒适度状况,研究如何利用当地丰富的太阳能资源来解决农村采暖问题,文章通过试验研究了甘肃省民勤县张麻新村冬季利用太阳能地板进行采暖时新农村住宅的室内舒适度情况,针对采暖期间试验建筑的... 为了了解我国西北地区新农村住宅冬季室内舒适度状况,研究如何利用当地丰富的太阳能资源来解决农村采暖问题,文章通过试验研究了甘肃省民勤县张麻新村冬季利用太阳能地板进行采暖时新农村住宅的室内舒适度情况,针对采暖期间试验建筑的室内热环境参数和空气品质情况进行了现场测试,并且通过Fanger热舒适指标对新农村住宅的室内舒适度进行了评价。研究结果表明:在室外环境温度高于-7.7℃,全天平均温度高于-2.6℃的晴朗天气条件下,仅在下午16:00以后,利用太阳能地板连续向室内供暖8 h就能保证该新农村住宅各个采暖房间全天的平均温度达到12℃以上,这基本能够满足冬季农村的采暖需求;利用太阳能地板进行采暖能够保证室内具有良好的风环境、湿环境和空气品质。此外,通过计算室内热舒适指标PMVPPD,说明利用太阳能地板进行采暖能够保证室内的舒适度。 展开更多

关键词 新农村住宅 太阳能地板采暖 室内舒适度 室内空气品质 PMV-PPD

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架空炕与落地炕采暖对室内环境影响的对比试验 被引量：1

7

作者 李金平 郭精韬 +1 位作者 王春龙 李红博 《兰州理工大学学报》 CAS 北大核心 2020年第2期69-74,共6页

落地炕和架空炕是目前北方农村冬季普遍采用的两种采暖设施,它们的构造与密封性对采暖室内的热湿环境与空气质量有显著影响.参照相关国家标准,在甘肃省临洮县对使用落地炕与架空炕采暖的室内热环境和空气质量进行了连续的对比试验研究.... 落地炕和架空炕是目前北方农村冬季普遍采用的两种采暖设施,它们的构造与密封性对采暖室内的热湿环境与空气质量有显著影响.参照相关国家标准,在甘肃省临洮县对使用落地炕与架空炕采暖的室内热环境和空气质量进行了连续的对比试验研究.结果表明:架空炕采暖室内日平均温度为12.6℃,比落地炕采暖室内日平均温度10.8℃高出1.8℃;使用PMV-PPD指标评价发现,架空炕室内热舒适度综合评价等级为Ⅱ级,落地炕室内综合评价等级为Ⅲ级.架空炕采暖室内空气质量PM2.5、PM10和CO指标优于落地炕采暖室内指标,两铺炕采暖室内首要污染物均为PM10.架空炕采暖室内空气质量等级为轻污染,落地炕采暖室内空气质量等级为重污染. 展开更多

关键词 落地炕 架空炕 室内热环境 室内空气质量 室内舒适度

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结构参数对全玻璃真空管太阳热水器夜间热损失的影响研究 被引量：1

8

作者 李金平 邓聪聪 +3 位作者 叶何立 甄箫斐 王春龙 张学静 《可再生能源》 CAS 北大核心 2020年第6期745-751,共7页

文章建立了三维非稳态的全玻璃真空管太阳热水器的数值模型,分析了夜间散热时,该热水器内的流动和传热特征,并且在夜间同一工况下,模拟研究了贮热水箱保温材料的导热系数、保温厚度,以及真空管涂层的发射率对贮热水箱温度、真空管温度... 文章建立了三维非稳态的全玻璃真空管太阳热水器的数值模型,分析了夜间散热时,该热水器内的流动和传热特征,并且在夜间同一工况下,模拟研究了贮热水箱保温材料的导热系数、保温厚度,以及真空管涂层的发射率对贮热水箱温度、真空管温度和该热水器夜间热损失的影响。分析结果表明:随着散热过程的持续进行,全玻璃真空管太阳热水器内温度分层情况越来越明显,内部流体的流速越来越小,真空管内静滞区域自下往上逐渐扩大;当贮热水箱保温材料的导热系数由0.035 W/(m·℃)减小至0.020 W/(m·℃)时,该热水器的夜间热损失减少了8.5%;当贮热水箱保温厚度由50 mm增加至60 mm时,该热水器的夜间热损失减少了5.0%;当真空管涂层的发射率由0.06减小至0.05时,该热水器的夜间热损失减少了4.0%。 展开更多

关键词 太阳热水器 数值计算 内部流动 结构参数 热损失

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基于多种可再生能源的多联产系统优化配置研究 被引量：3

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作者 李金平 牛轶男 +3 位作者 李紫荆 李天澍 VOJISLAV Novakovic 王春龙 《兰州理工大学学报》 CAS 北大核心 2023年第6期41-49,共9页

为提升基于多种可再生能源的多联产系统整体性能,合理的容量配置至关重要.针对基于太阳能、生物质能和空气能的多联产系统,以一次能源节约率最大化、费用年值节约率最大化和二氧化碳减排率最大化作为优化目标,以光伏光热一体化组件、内... 为提升基于多种可再生能源的多联产系统整体性能,合理的容量配置至关重要.针对基于太阳能、生物质能和空气能的多联产系统,以一次能源节约率最大化、费用年值节约率最大化和二氧化碳减排率最大化作为优化目标,以光伏光热一体化组件、内燃机、空气源热泵的容量为决策变量,采用改进的多目标遗传算法,利用优劣解距离法求解系统最优容量配置.同时,通过算例验证优化模型的可行性,并研究系统经济性能对成本参数的敏感性.结果表明,优化方案在能源、经济、环境各方面都表现出很好的性能,系统的一次能源节约率为29.07%,费用年值节约率为58.15%,二氧化碳减排率为54.30%,且厌氧发酵环节的成本参数对系统经济性能影响较大. 展开更多

关键词 可再生能源 多联产系统 多目标优化 TOPSIS法

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采暖方式对严寒地区农村室内空气质量的影响研究 被引量：4

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作者 李金平 关文静 +2 位作者 李红博 黄娟娟 王春龙 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第2期232-239,共8页

为研究采暖方式对西北农村室内空气质量的影响,对比研究4种采暖方式下的室内空气质量,这4种采暖方式包括传统落地炕、新型吊炕、锅炉采暖方式和太阳能地板辐射采暖方式,参照GB/T 18883-2002《室内空气质量标准》和GB 3095-2012《环境空... 为研究采暖方式对西北农村室内空气质量的影响,对比研究4种采暖方式下的室内空气质量,这4种采暖方式包括传统落地炕、新型吊炕、锅炉采暖方式和太阳能地板辐射采暖方式,参照GB/T 18883-2002《室内空气质量标准》和GB 3095-2012《环境空气质量标准》,确定测试参数为室内颗粒物(PM10和PM2.5)、CO、CO2及SO2,并依据空气质量指数法对比研究空气质量指数和空气质量级别。试验表明,太阳能地板辐射采暖的房间室内空气质量最优,室内无污染,空气质量级别为Ⅱ级;锅炉采暖时室内空气中度污染,质量级别是Ⅳ级;吊炕采暖和落地火炕采暖时室内空气质量级别均为Ⅴ级,重度污染室内空气受到严重污染。 展开更多

关键词 室内空气质量 采暖方式 太阳能 空气质量级别

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沼液回流对牛粪厌氧发酵工程影响 被引量：3

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作者 李金平 曹鹏 +2 位作者 郭精韬 王春龙 黄娟娟 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第6期469-475,共7页

为了减少连续进料的湿式厌氧发酵工程产沼液量和出料热量损失,在50 L连续进料的湿式厌氧发酵装置中模拟实验研究长期回流沼液对牛粪厌氧发酵工程的影响,在中温(37±1)℃条件下研究不同沼液回流比例(0%、30%、40%、50%、60%)时日产... 为了减少连续进料的湿式厌氧发酵工程产沼液量和出料热量损失,在50 L连续进料的湿式厌氧发酵装置中模拟实验研究长期回流沼液对牛粪厌氧发酵工程的影响,在中温(37±1)℃条件下研究不同沼液回流比例(0%、30%、40%、50%、60%)时日产气量、甲烷体积分数、pH值、SCOD含量和氨氮含量变化,并通过动力学分析回流对甲烷生产的促进机理。结果表明:回流比例为40%的试验组在回流阶段日产气量逐渐升高并在108 d后趋于稳定,在试验周期内最高日产气量为62.45 L,容积产气率为1.39 L/L,与回流比例为0%、30%的试验组相比分别提高25.46%、9.22%。回流比例为50%、60%的试验组在回流阶段内虽能更快达到最高日产气量62.29、62.40 L,但日产气量在第95天和第78天分别开始降低,至120 d试验结束时已低于回流比例为40%的试验组。最后理论计算回流沼液对发酵进料温度的提升,得出回流沼液可使发酵原料温升能耗降低27.23%~33.38%。 展开更多

关键词 厌氧消化 动力学 热回收 沼液回流比例 产气效率

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不同水-沼液一体化间接地下滴灌模式对番茄生长、产量和品质的影响 被引量：4

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作者 杨赟 郑健 齐兴贇 《节水灌溉》 北大核心 2022年第8期30-37,45,共9页

为探索水-沼液一体化间接地下滴灌合理的灌溉模式。以番茄为研究对象,采用水-沼液一体化间接地下滴灌方式,在番茄的苗期、开花坐果期和果实成熟期分别设置重度亏缺(60%FC)、中度亏缺(70%FC)和轻度亏缺(80%FC),采用体积比为1∶4的沼液进... 为探索水-沼液一体化间接地下滴灌合理的灌溉模式。以番茄为研究对象,采用水-沼液一体化间接地下滴灌方式,在番茄的苗期、开花坐果期和果实成熟期分别设置重度亏缺(60%FC)、中度亏缺(70%FC)和轻度亏缺(80%FC),采用体积比为1∶4的沼液进行一体化灌溉(沼液:水),并设置传统灌溉施肥组(90%FC,化肥)为对照,研究水-沼液一体化间接地下滴灌条件下番茄不同生育阶段水肥同亏对其生长、产量、品质和水分利用效率的影响,并采用TOPSIS法对不同处理番茄品质和综合效益进行评价。结果表明:苗期轻度和中度亏缺处理在开花坐果期采用充分供给后,叶面积和干物质量可表现出较强的补偿效应;开花坐果期重度亏缺会严重抑制番茄叶面积和干物质的形成,并降低番茄产量,但轻度和中度亏缺有助于番茄可溶性糖的积累;果实成熟期进行重度亏缺可提高番茄维生素C的含量;沼液灌溉能够提高可溶性固形物含量和可溶性蛋白质含量;果实成熟期采用重度亏缺(60%FC)的T7处理产量、品质和水分利用效率综合得分最高,化肥对照组T10处理最差,T7处理可作为水-沼液一体化间接地下滴灌亏缺灌溉的参考模式。 展开更多

关键词 亏缺灌溉 间接地下滴灌 沼液 水肥亏缺 水肥胁迫 番茄

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牛粪中温厌氧干发酵过程中的流变特性及产气特性研究 被引量：1

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作者 李金平 石慧博 +2 位作者 万丹丹 黄娟娟 Vojislav Novakovic 《中国沼气》 2022年第6期20-28,共9页

为揭示牛粪在中温干发酵过程中流变特性和产气特性随厌氧消化进行的变化机理,同时对流变特性和产气特性之间的影响机理进行了分析,为实际沼气工程提高产气量及合理选择运行策略提供参考。通过自制的恒温厌氧发酵装置对初始总固体质量分... 为揭示牛粪在中温干发酵过程中流变特性和产气特性随厌氧消化进行的变化机理,同时对流变特性和产气特性之间的影响机理进行了分析,为实际沼气工程提高产气量及合理选择运行策略提供参考。通过自制的恒温厌氧发酵装置对初始总固体质量分数分别为8%、15%、20%和22%的牛粪进行了中温(37℃±1℃)厌氧发酵,并使用在线振动式粘度计研究了其表观粘度变化情况。结果表明:在厌氧发酵过程中,牛粪的总固体质量越大,表观粘度越大,表观粘度随着厌氧消化时间的增加而减小,8%、15%、20%和22%的牛粪表观粘度的最大值分别是1.16 mPa·s、10.07 mPa·s、70.93 mPa·s和95.78 mPa·s;累计产气量和累计产甲烷量与初始固体质量成正比;溶解性化学需氧量(SCOD)和挥发性脂肪酸(VFAs)含量随着厌氧消化时间的增加先增大后减小;氨氮含量随初始总固体质量增加而增大,且随着厌氧消化时间的增加而增大后趋于稳定。研究结果可用于指导禽畜粪便中温沼气工程提高发酵效率。 展开更多

关键词 中温发酵 流变特性 干发酵 在线粘度计 产气特性

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