大连理工张吉礼:补气增焓PVT热泵热电冷多联供技术及应用前景分析

时间:2020-11-10 18:52来源:国家光热联盟
  为研讨以太阳能为主的建筑供热技术,为冬季清洁供暖和蓝天保卫战提供可持续的、坚实的科技保障,由太阳能光热产业技术创新战略联盟主办,内蒙古旭宸能源有限公司承办的“以太阳能为主的建筑供热技术论坛”定于2020年12月8日-9日在包头市青山宾馆举行。
  近日,大连理工大学研究生院副院长,建筑能源研究所所长,暖通空调学科负责人张吉礼教授确认参加会议,并进行《补气增焓PVT热泵热电冷多联供技术及应用前景分析》的主旨报告。
  报告摘要
         建立以太阳能开发利用为主体的建筑供能体系对推动我国建筑绿色发展具有重要意义。太阳能光伏光热(Photovoltaic-thermal,PVT)热泵技术具有较高的太阳能综合利用效率,是实现建筑清洁供能的重要发展方向。
  为实现PVT热泵的制热、发电和制冷一体化功能,大连理工大学建筑能源研究所提出并开发了PVT热泵热电冷联产联供技术;为进一步提升该技术在全年特别是在气温较低、太阳辐照较弱等不利条件下的制热和制冷特性,扩大系统运行工况范围,报告提出了补气增焓PVT热泵热电冷联产联供系统,建立了该系统数值仿真模型,优化了经济器换热面积,试验研究了该系统的制热、发电和制冷性能,分析了该系统在我国不同气候区建筑供能中的应用前景。
  补气增焓PVT热泵热电冷联产联供系统具有制热、发电和制冷三种功能。在制热时,PVT组件作为蒸发器,吸收太阳辐照热而产生热能和电能,可在冬季向建筑供暖,全年向建筑供电和提供生活热水;在制冷(主要是夜间)时,PVT组件作为冷凝器,以天空辐射冷却和空气对流冷却方式向外界散热,在夏季系统可制备冷冻水或冰,以作为建筑冷源。
  试验结果表明,在制备热水和冬季供暖工况下,该系统均表现出较好的运行可靠性和制热性能,具体结果为:1)在制备热水工况(终了水温为50℃)下,试验系统的冬夏平均COP分别为3.10和5.20,对应的PVT组件的冬夏平均集热效率分别为70.5%和94.9%,冬夏平均发电效率分别为13.20%和13.06%(电池片覆盖率为64%);2)冬季连续3天的供暖试验中,试验系统的COP变化范围为1.96~4.24;3)夏季夜间制冷(蓄冰)时,试验系统的EER变化范围为2.0~3.1,PVT组件的平均散热热流密度为467W/㎡,且最高可达651W/㎡。
  通过对该系统的装机容量与我国25个省份和直辖市(除夏热冬暖地区和温和地区外)居住建筑供暖空调面积的匹配关系研究,结果表明,补气增焓PVT热泵热电冷联产联供系统较适宜用于我国长江以北、内蒙古以南的中东部地区。
  张吉礼教授简介
  张吉礼,博士,教授,博士生导师,中共党员,大连理工大学研究生院副院长,建筑能源研究所所长,暖通空调学科负责人。
  1999年1月博士毕业于哈建大(现哈工大)并留校工作,2001年副教授、2004年教授。教育部新世纪优秀人才支持计划获得者,辽宁省“兴辽英才计划”科技创新领军人才(辽宁特聘教授),江苏省高层次创新创业人才。
  现任中国节能协会群智能建筑专业委员会副主任委员,中国建筑节能协会区域能源专业委员会副主任委员,中国建筑节能协会BIM专业委员会副主任委员。负责国家“十三五”重点研发计划项目、国家自然科学基金、科技部“十二五”国家科技攻关项目和省部级各类攻关项目等50余项。获专利发明23项,累计发表学术论文280余篇,出版编著4部,参编省部级标准6部。获2010年度黑龙江省技术发明一等奖,获2017年度辽宁省、四川省科技进步三等奖;主讲的本科生专业必修课《建筑用制冷技术》获2017年辽宁省精品资源共享课,获2018年辽宁省优秀教学成果一等奖2项,2017年获“辽宁省优秀博士学位论文指导教师”荣誉称号。累计指导硕士生60人、博士生17人,出站博士后7人。
  主要研究方向有:1)建筑能源系统物联网与大数据技术;2)暖通空调智能控制理论与技术;3)强化传热与新型热泵制冷智能装备;4)热电冷PVT技术及建筑一体化;5)建筑BIM集成设计与装配式技术。
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