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Potential application of a novel building-integrated solar facade water heating system in a subtropical climate:A case study for school canteen

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Building Simulation 2023年第10期16卷 1987-2004页

作者： Wenjie Liu Xinwen Liu chongchao pan Chunying Li Woonming Lau Yuanli Lyu School of Energy and Environmental Engineering Beijing Advanced Innovation Center for Materials Genome EngineeringCenter for Green InnovationUniversity of Science and Technology BeijingBeijing100083China Division of Building Science and Technology and School of Energy and Environment City University of Hong KongTat Chee AvenueKowloon TongHong KongChina School of Economic and Finance Xi’an Jiaotong UniversityXi’anShaanxi710049China Department of Civil Architecture and EnvironmentXihua UniversityChengdu610097China School of Architecture and Urban Planning Shenzhen UniversityShenzhen518060China Shunde Innovation School University of Science and Technology BeijingFoshan528399China

The design and potential application analysis of the novel solar-absorbing integrated facade module and its corresponding building-integrated solar facade water heating system are presented in this *** with the conventional building envelope,the main novities of the proposed facade module lie in its contributions towards the supplied water preheating to loads and the internal heat gain ***,the proposed building-integrated solar facade water heating system broadens the combination modes of the solar thermal system and the building envelope.A dynamic model is introduced first for system design and performance *** evaluate the energy-saving potential and feasibility of the implementation of the proposed facade module,this paper carried out a suitable case study by replacing the conventional facade module in the ongoing retrofitting project of a kitchen,part of the canteen of a graduate *** detailed thermal performances of three system design options are compared in the typical winter and summer weeks and throughout the year,and then,with the preferred system design,the economic,energy,and environmental effects of the proposed system are *** was found that the system with a high flow rate of the circulating water is *** annual electricity saved reaches 4175.3 kWh with yearly average thermal efficiency at 46.9%,and its corresponding cost payback time,energy payback time,and greenhouse gas payback time are 3.8,1.7,1.7 years,*** study confirms the feasibility and long-term benefits of the proposed building-integrated solar facade water heating system in buildings.

关键词： solar thermal utilization building-integrated solar water heating system novel prefabricated facade module life cycle assessment building retrofitting

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硼添加对(Ti0.65Zr0.35)1.10(V0.5Mn0.3Cr0.4Ni0.8)Bx合金结构和电化学性能的影响

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稀有金属材料与工程 2010年第11期39卷 2023-2026页

作者：潘崇超刘晓芳于荣海 Key Laboratory for Advanced Materials of Ministry of Education Tsinghua University Beijing 100084 China

采用X射线衍射仪、扫描电镜和电化学测试设备,研究添加不同含量硼对(Ti0.65Zr0.35)1.10(V0.5Mn0.3Cr0.4Ni0.8)Bx(x=0,0.01,0.05,0.1,0.2)储氢合金组织结构和电化学性能的影响。结果表明,由于硼的添加,合金中出现了不易形成氢化物的棒状V... 详细信息

采用X射线衍射仪、扫描电镜和电化学测试设备,研究添加不同含量硼对(Ti0.65Zr0.35)1.10(V0.5Mn0.3Cr0.4Ni0.8)Bx(x=0,0.01,0.05,0.1,0.2)储氢合金组织结构和电化学性能的影响。结果表明,由于硼的添加,合金中出现了不易形成氢化物的棒状VB相,降低了合金的可逆放电容量,提高了合金的活化性能、循环稳定性和合金的倍率性能。分析表明,主要是由于棒状VB相增加了氢在合金中的扩散通道,增加了相界面,减小了合金在充放电过程中的晶格应力。合金电极的反应阻抗随着硼含量的增加而减小,合金的倍率性能和循环性能明显优化。

关键词：合金结构电化学性能 Electrochemical Properties Boron Addition 倍率性能合金组织结构循环稳定性射线衍射仪充放电过程循环性能扫描电镜扩散通道活化性能合金电极硼含量放电容量反应阻抗测试设备棒状氧化物

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退火热处理对Nd_(0.75)Mg_(0.25)(Ni_(0.8)Co_(0.2))_(3.5)储氢合金结构和性能的影响

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稀有金属材料与工程 2011年第2期40卷 367-371页

作者：潘崇超杨白 Javed Iqbal 于荣海清华大学教育部先进材料实验室北京100084

采用中频感应熔炼制备Nd0.75Mg0.25(Ni0.8Co0.2)3.5储氢合金,在0.03MPa氩气氛围进行退火,退火温度分别为850,900和950℃,保温时间均为7h。分别对合金的电化学性能、气态储氢性能和合金的微观结构进行研究。结果表明,合金在退火热处理前... 详细信息

采用中频感应熔炼制备Nd0.75Mg0.25(Ni0.8Co0.2)3.5储氢合金,在0.03MPa氩气氛围进行退火,退火温度分别为850,900和950℃,保温时间均为7h。分别对合金的电化学性能、气态储氢性能和合金的微观结构进行研究。结果表明,合金在退火热处理前后的相组成没有发生明显变化,主相均为Ce2Ni7型(Nd,Mg)2(Ni,Co)7相和CaCu5型NdNi5相。合金中晶粒尺寸随着退火温度的升高而增大,相界面则减少,退火消除晶格应力、增加成分均匀性、增加储氢容量;同时有部分Mg在热处理过程中损失导致储氢容量的下降。900℃热处理使得Nd0.75Mg0.25(Ni0.8Co0.2)3.5合金表现出较好的储氢性能,最大电化学放电容量为359mAh/g,合金电极在100次循环后容量保持率为90.3%,气态储氢容量达到1.65%(质量分数,下同)。

关键词： Ndo.75Mg0.2s(Ni0.8Co0.2)3.5储氢合金退火热处理循环稳定性

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Inconel 751合金热压缩变形条件下的流变应力模型

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塑性工程学报 2005年第2期12卷 7-10页

作者：潘崇超凌刚李佃国中国农业大学工学院北京100083 钢铁研究总院

采用Gleeblc-1500热模拟试验机对Inconel751合金在应变速率为0.005s-1～20.0s-1,变形温度为980℃～1200℃条件下的流变应力进行了研究。结果表明,在试验范围内,Inconel751合金热压缩变形过程中发生明显的动态再结晶;用Zener-Hollomon参... 详细信息

采用Gleeblc-1500热模拟试验机对Inconel751合金在应变速率为0.005s-1～20.0s-1,变形温度为980℃～1200℃条件下的流变应力进行了研究。结果表明,在试验范围内,Inconel751合金热压缩变形过程中发生明显的动态再结晶;用Zener-Hollomon参数的双曲对数函数能较好的描述Inconel751合金的流变行为;得到了回归的峰值应力表达式和热变形激活能表达式。

关键词： Inconel 751合金热压缩变形流变应力热变形激活能

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磁场热处理温度对Nd_(0.75)Mg_(0.25)(Ni_(0.8)Co_(0.2))_(3.8)储氢合金倍率性能的影响

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稀有金属材料与工程 2011年第1期40卷 134-137页

作者：潘崇超刘晓芳杨白于荣海清华大学教育部先进材料实验室北京100084

在不同温度下对Nd0.75Mg0.25(Ni0.8Co0.2)3.8储氢合金进行磁场热处理,分别对合金的电化学性能、磁性能、合金的相组成及点阵参数进行测试和计算。结果表明:合金在磁场热处理前后的相组成没有发生明显变化,主相均为Ce2Ni7型(Nd,Mg)2(Ni,C... 详细信息

在不同温度下对Nd0.75Mg0.25(Ni0.8Co0.2)3.8储氢合金进行磁场热处理,分别对合金的电化学性能、磁性能、合金的相组成及点阵参数进行测试和计算。结果表明:合金在磁场热处理前后的相组成没有发生明显变化,主相均为Ce2Ni7型(Nd,Mg)2(Ni,Co)7相和CaCu5型NdNi5相。磁场热处理使Ce2Ni7型磁性相的易磁化轴沿c轴取向,且晶格参数c增大,氢质子在四面体间隙中迁移的势能减小,合金的倍率性能大幅提高。温度越高,磁场热处理对合金的倍率性能改善越明显。

关键词： Nd0.75Mg0.25(Ni0.8Co0.2)3.8储氢合金磁场热处理倍率性能取向

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(TiZr_(0.35))(V_(0.5)Mn_(1.1-x)Cr_(0.4)Ni_x)贮氢合金的相结构和电化学性能

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稀有金属材料与工程 2008年第5期37卷 808-811页

作者：张婷婷王家淳潘崇超于荣海清华大学先进材料教育部重点实验室北京100084

研究了（TiZr0.35）（V0.5Mn1.1-xCr0.4Nix）（x=0.7～1.0）贮氢合金的相结构及电化学性能。XRD及SEM分析表明：合金主要由具有六方结构的C14型Laves相和TiNi基第二相组成,随着Ni含量x的增加,合金晶胞体积逐渐变小,C14型Laves主相含量... 详细信息

研究了（TiZr0.35）（V0.5Mn1.1-xCr0.4Nix）（x=0.7～1.0）贮氢合金的相结构及电化学性能。XRD及SEM分析表明：合金主要由具有六方结构的C14型Laves相和TiNi基第二相组成,随着Ni含量x的增加,合金晶胞体积逐渐变小,C14型Laves主相含量逐渐增多。电化学测试结果表明：随着Ni含量x的增加,合金的高倍率放电性能及循环稳定性均得到显著改善;合金的贮氢容量随着Ni替代量的增加而先增后减,当x=0.9时,达到最大电化学容量404mAh/g。

关键词：贮氢合金元素替代合金相结构电化学性能

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Inconel751合金热镦粗的有限元模拟

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中国农业大学学报 2006年第4期11卷 117-120页

作者：李帅俊凌刚潘崇超中国农业大学工学院北京100083

针对Inconel751合金热镦粗成形中晶粒粗大、过热过烧、镦裂、折叠等质量问题,利用有限元软件Marc/Autoforge 3.1对镦粗过程中的应变场和晶粒尺寸进行有限元模拟,得到了不同变形量下的应变和晶粒尺寸分布图;分析了变形程度对Inconel751... 详细信息

针对Inconel751合金热镦粗成形中晶粒粗大、过热过烧、镦裂、折叠等质量问题,利用有限元软件Marc/Autoforge 3.1对镦粗过程中的应变场和晶粒尺寸进行有限元模拟,得到了不同变形量下的应变和晶粒尺寸分布图;分析了变形程度对Inconel751合金组织的影响。结果表明:Inconel751合金棒料在电热镦粗过程中,其等效应变场和组织分布呈阶梯分布;随着工件变形量的增大,晶粒尺寸趋于细化和均匀化,锻件综合性能提高。

关键词：镦粗模拟再结晶应变场

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锂离子电池恒流充电的温度及产热特性分析

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电源技术 2021年第7期45卷 872-876页

作者：李天奇李悦潘崇超北京科技大学能源与环境工程学院北京100083

基于COMSOL-Multiphisics仿真软件,考虑电池表面辐射换热,建立18650磷酸铁锂电池的准二维电化学-热耦合模型,搭建充电测试平台验证模型准确性,研究不同充电倍率下锂离子电池的温度特性,重点分析不同类型产热占比、不同区域产热占比、正... 详细信息

基于COMSOL-Multiphisics仿真软件,考虑电池表面辐射换热,建立18650磷酸铁锂电池的准二维电化学-热耦合模型,搭建充电测试平台验证模型准确性,研究不同充电倍率下锂离子电池的温度特性,重点分析不同类型产热占比、不同区域产热占比、正极产热和负极产热情况。结果表明:随着充电倍率的增加,电池表面平均温度显著升高,电池内部温度不均匀性加大。在充电过程中,随着充电倍率的增加,反应热占比减小,极化热和欧姆热占比增加。负极区域产热占主导地位且以反应热为主要来源,正极区域产热则以极化热为主。

关键词：锂离子电池电化学-热耦合模型产热分析

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水热法制备Co掺杂SnO2纳米棒的室温铁磁性

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稀有金属材料与工程 2009年第S2期38卷 987-990页

作者：刘晓芳龚维幂潘崇超杨松林贺博于荣海清华大学新型陶瓷与精细工艺国家重点实验室中国科技大学国家同步辐射实验室

采用水热法制备了Co掺杂的SnO2纳米棒。随着Co掺杂浓度的增加,样品的室温铁磁性先增加后降低,当Co掺杂浓度为4%时,样品的饱和磁化强度达到最大值。纳米棒呈花簇状生长,单根纳米棒长度约300nm,为单晶金红石型SnO2相。X射线光电子能谱和X... 详细信息

采用水热法制备了Co掺杂的SnO2纳米棒。随着Co掺杂浓度的增加,样品的室温铁磁性先增加后降低,当Co掺杂浓度为4%时,样品的饱和磁化强度达到最大值。纳米棒呈花簇状生长,单根纳米棒长度约300nm,为单晶金红石型SnO2相。X射线光电子能谱和X射线近边结构谱分析表明,Co在SnO2样品中以+2价态存在,替代了Sn4+离子的位置,并未与其它元素形成杂质相,从而证明室温铁磁性为Sn1-xCoxO2纳米棒的本征性能。同时,采用自旋分裂杂质带模型,解释了Co掺杂浓度对样品室温铁磁性的调节作用。

关键词：稀磁半导体纳米棒 Co掺杂SnO2 铁磁性

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基于混合整数非线性规划的综合能源系统优化配置研究

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热力发电 2021年第8期50卷 131-140页

作者：金泰李娜秦建华李天奇李悦潘崇超北京科技大学能源与环境工程学院北京100083 北京科技大学智慧能源研究中心北京100083 国网综合能源服务集团有限公司北京100053

综合能源系统(integrated energy system,IES)的容量配置是系统运行稳定性及经济效益的重要影响因素之一,是系统规划阶段的重点研究内容。为探究电转气设备在系统中的最佳工作模式及储能设备、光伏、风机对系统经济性的影响,本文将上述... 详细信息

综合能源系统(integrated energy system,IES)的容量配置是系统运行稳定性及经济效益的重要影响因素之一,是系统规划阶段的重点研究内容。为探究电转气设备在系统中的最佳工作模式及储能设备、光伏、风机对系统经济性的影响,本文将上述设备引入综合能源系统,并以经济效益为优化目标,构建了计及容量配置约束、五母线平衡约束及储能约束的混合整数非线性规划模型。以北方某市民服务中心为例,验证了模型的有效性,并对6种运行方案做了对比分析。结果表明,电转气等设备的合理配置可以有效提高综合能源系统的经济性,为其后续运行阶段的研究提供了理论基础及技术支撑。

关键词：综合能源系统混合整数非线性规划储能优化配置电转气

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