相变蓄能型联供系统最优相变温度研究

燃气轮机驱动的冷热电三联供系统是我国近年来大力鼓励发展的小型能源供应系统,将蓄能装置与联供系统结合对系统供能设备能起到减容增效的作用。本文建立了相变蓄能型联供系统的简化数学模型,提出了在给定实际用户负荷的情况下,以一次能耗最小为优化目标的最佳相变温度确定方法。典型算例分析表明,相变型烟气蓄热器的最优相变温度与用户负荷及设备性能相关,相比于NTU无限大,NTU有限大时,最优相变温度会升高,最小一次能耗会增大。     

理想蓄能模式下蓄能位置对联供系统性能影响

以天然气为燃料,燃气轮机驱动的建筑冷、热、电联产系统具有能源效率高,污染物排放少,供能安全、可靠等优点。将蓄能与联供系统相结合,选择合适的蓄能位置,对改善系统变工况性能意义重大。本文建立了带理想蓄能装置的冷电联产系统(燃气轮机、吸收机)简化数学模型,以一次能耗最小为目标,分析比较了不同蓄能位置对系统性能的影响。结果表明在联供系统中加入蓄能装置能有效起到减容增效的作用,理想蓄能装置放在吸收机后更有利于提高系统性能。     

楼宇型蓄能联产系统热力学及经济性分析

本文以商业楼为例,模拟计算微燃机和内燃机驱动的无蓄能及蓄能型联产系统的一次能源利用率、相对节能率、初投资及运行费用,对系统的热力学和经济性能进行评价分析。结果表明,联产系统的一次能耗均少于分产系统,其年生命周期成本则高于分产系统。考虑能耗和经济性,该商业楼应选择内燃机为原动机。分析表明,增加蓄能装置可明显提高联产系统的能耗及经济性能,同时存在最优蓄能容量可使联产系统达到性能最佳。     

定形相变墙板改善轻质墙体夏季隔热性能研究

本文提出了将定形相变蓄能墙板安装在轻质保温墙体内侧,取代传统重质材料,改善围护结构夏季隔热性能的方法.以北京地区为例,比较了定形相变蓄能墙板与重质混凝土在改善轻质围护结构隔热性能方面的差异,并从相变温度和相变墙板厚度两个方面对定形相变蓄能墙板的使用效果进行了优化.研究表明定形相变蓄能墙板能有效改善轻质保温墙体的隔热性能,而对建筑自身承重增加很小.     

相变材料蓄能式低温热水采暖地板热性能模拟

提出了一种采用定形相变材料蓄能的低温热水采暖地板形式。为了研究定形相变材料蓄能式低温热水采暖地板的传热性能,建立了该地板的传热分析模型。分析了相变材料的相变温度对地板表面平均热流密度和蓄能比的影响;比较了相变材料潜热蓄能地板与混凝土显热蓄能地板的热性能差异。结果表明:定形相变材料地板停止加热后仍可以在较长时间内保持稳定的热流密度。同时定形相变材料地板具有较大的蓄能比,使其夜间蓄存的热量可被更多地用于日间供热。     

带有相变空间的平板环路热管蒸发段的可视化实验研究

以强化相变力驱动环路热管内工质流动为目的,研究了以水为工质的一种平板式环路热管的蒸发段部分。实验所设计的蒸发器其加热底面与吸液芯分隔开来而形成相变空间,为了更好的观察及研究工质的相变特性,将系统设置为开式系统,并且采用可视化装置进行研究。实验以在不同加热功率和相变空间高度条件下,进行了多组实验,来分析它们对系统的性能影响。通过实验现象及实验数据的分析,得出相变空间对系统产生的影响。结果表明:相变空间的存在,有效提高了热管的换热性能。     

一种基于内燃机余热回收的冷电联供系统

本文建立一种基于内燃机余热利用的冷电联供系统,构建了热力学数学模型,研究了关键热力参数对联供系统热力性能的影响。结果表明:布雷顿循环透平膨胀压比的降低、压气机进口温度的降低及透平进口温度的增加,均有利于系统热力性能的提升;有机朗肯循环透平进口压力的增加能使得系统的电能输出及总效率增加;喷射式制冷循环喷射器进口工作蒸气压力增加能提高制冷量及制冷效率。为了获得联供系统的最佳设计参数和性能,采用遗传算法,对系统进行单目标优化,得出此联供系统最大效率能达到54.22%,此时电能输出为31.58 kW,制冷量输出为3.15 kW,系统能较好地回收内燃机余热。     

基于(火积)与熵产分析的最优相变温度研究

蓄能对分布式能源系统的效率有较大影响。本文对于分布式能源系统中蓄能的相变温度,分别采用熵产极值,(火积)耗散极值与广义热阻极值进行优化。结果表明,(火积)耗散极值与广义热阻极值作为优化准则所得的最优相变温度对应蓄热取热功率的极大值。此外,基于(火积)耗散分析方法,分析了二级蓄能的蓄热取热能力,结果表明二级蓄能的蓄热取热量比单级蓄能大,二级蓄能与单级蓄能蓄热量之比与冷热流体入口温度无关,仅与传热单元数有关,且当传热单元数趋于无穷大时,二级蓄能与单级蓄能的蓄热量之比趋于四分之三。     

微胶囊相变蓄能技术研究现状与进展

微胶囊相变材料是一种新型的复合相变蓄能材料。文中介绍了微胶囊相变蓄能材料的性质,着重阐述了微胶囊相变蓄能材料的制备方法,并分析了微胶囊相变蓄能材料在工业领域的应用,总结了微胶囊相变蓄能材料的发展趋势。     

温度传感器偏差故障对冷源系统的影响分析

偏差故障是冷源系统温度传感器最常见的故障之一,影响中央空调冷源系统的节能可靠运行。以夏热冬暖地区某建筑中央空调冷源系统,搭建Trnsys仿真模型,以室外干球温度传感器、冷冻供水温度传感器、冷却进水温度传感器为研究对象,探讨三种温度传感器发生不同程度偏差故障时,与冷源系统其他运行参数的耦合作用,及其对冷水机组工作性能和系统能耗的影响。结果表明：不同温度传感器偏差故障对系统其他运行参数、冷水机组工作性能及系统能耗影响规律不同。与其余两种温度传感器相比,室外干球温度传感器偏差故障对系统影响相对更大。     

采用热电联供技术的原油集输系统供能方案研究

本文针对江苏油田瓦6接转站原油集输系统节能降耗问题进行相关研究,根据其工艺流程特点和现有供能系统加热炉的能耗情况,提出了采用热电联供技术的原油集输系统新型供能方案。结果显示,新型方案平均热效率为74.98%,比加热炉高出8.49%,效率平均可以达到16.91%,为加热炉的1.8倍;同时每年可以节约燃料油约50吨,占现燃料油消耗总量的5%以上,热电联供系统平均供电负荷为83.59 kW,可以充分满足接转站站内耗电设备的需求,使瓦6接转站总能耗下降10.37%。通过分析可见,采用热电联供技术的原油集输系统供能方案替代加热炉可以提高燃料油的能量利用率,节约燃料油的消耗,降低接转站的能耗,实现接转站站内电力的自给自足,从而有效降低原油集输的成本。     

超临界CO2布雷登循环热电联供系统多目标优化

本文研究了以超临界CO₂布雷登循环为原动机的热电联供系统,对系统主要运行参数进行了分析,得到运行参数对于系统热力学性能和经济性能的影响规律。同时,以一次能源利用率和单位输出成本作为目标函数,采用多目标遗传算法对系统进行了优化;在优化结果的基础上,通过TOPSIS法决策出最优解,并与单目标最优解进行对比。结果表明,透平进口温度、透平进口压力和压缩机进口温度的增大有利于系统效率的提高;作为代价,成本也相应增加。在热电比0~4范围内,尽可能增大热电比能够最大程度上降低系统的单位输出成本,提高能源的利用率。     

太阳能与甲醇热化学互补的分布式能源系统研究

本文提出一种基于中低温太阳能与甲醇热化学互补的分布式冷热电供能系统。基于热力学基本定律,对系统作了能量平衡分析和(火用)平衡分析,探讨了变太阳辐照下系统的热力性能和储气蓄能的变化特性规律。结果表明:设计工况下,系统的一次能源效率达89.36%,(火用)效率达到47.10%,太阳直射辐照强度从500 W/m~2变化到900 W/m~2时,系统一次能源效率和冷、热、电功率输出保持稳定。本文的研究成果为高效利用中低温太阳能热化学技术与分布式冷热电能源系统集成技术提供了新途径。     

冷热电三联供系统特性分析与设计忧化研究

冷热电联供系统（CCHP）是一种建立在能的梯级利用概念基础上,将制冷、供热及发电过程有机结合在一起的总能系统。为深入揭示三联供系统高效原因,本文将典型三联供系统与传统分供系统进行了比较,结果表明:与传统分供系统相比,联供系统能耗相对减少42％。通过对两种三联供方案的系统（火用）分析比较,揭示了冷热电联供系统能量转换的特点及基本规律,及合理评价三联供系统的评价准则。     

基于混合制冷剂循环的油气冷凝回收系统优化

油品在储运过程中,部分轻烃组分挥发会造成资源浪费和环境污染,油气冷凝回收法以其经济性和可靠性已成为有效的油气污染控制方法之一。文中提出了一种基于混合制冷剂循环的油气冷凝回收系统,与现有的复叠式系统相比,该系统流程简单、结构紧凑、运行经济性显著。介绍了该系统的主要组成和工作原理,建立了系统热力学优化模型,以典型的挥发油气工况为输入参数,研究了混合制冷剂配比以及各级冷凝温度对系统性能的影响。研究结果表明:高沸点组分比例的提高能够降低系统能耗,一级冷凝温度对系统性能有显著影响,二级冷凝温度对系统性能影响有限,与复叠式系统相比,混合制冷剂系统的每方油气处理功耗可降低23～48%。     

太阳能化学链燃烧的固体燃料蓄能分布式系统

提出了一种中温太阳能与化学链燃烧(CLC)整合的固体燃料蓄能新方法及冷热电联产(CCHP)新系统。以DME的Co基CLC为例,探究了变工况条件下蓄能对燃料化学能梯级利用与中温太阳热品位提升的作用,揭示了系统设计工况特性及全年热力性能,并比较了有蓄能和无蓄能时各自在四季典型日的性能规律。结果表明,有蓄能时年均太阳能净发电效率可达22.4%。本研究给出了一种中低温太阳能热化学固体燃料蓄能新方法。     

冷热联供的空气制冷不可逆循环分析

本文分析了压气机排气余热利用的冷热联供回热空气制冷不可逆循环,并建立了仅忽略系统内所有换热器流动阻力损失的循环工作性能系数(COP)计算方程式。用该方程分析研究了透平膨胀机与压气机等熵效率、压缩机排气余热度、降温比、传热温差、压比等参数对系统COP值的影响,发现膨胀透平等熵效率提高对COP值的贡献远大于压气机效率同样提高的功效;在其它参数确定时,存在最佳压比,可使系统工作性能系数在该条件下达极值。在优化参数配置下,用于空气调节的冷热联供回热空气制冷不可逆循环的COP值可达2左右。     

太阳能-空气源双压缩热泵系统制热特性的影响因素研究

为改善太阳能-空气源双压缩热泵系统制热性能,同时为探索系统节能运行的优化调控方法,建立系统热力学数学模型,分析了太阳辐射强度、集热器进口水温、两个子系统蒸发温度差、双参数(集热器进口水温/环境温度或集热器进口水温/用户供水温度)对系统制热性能的影响。结果表明:给定工况下太阳能-空气源双压缩热泵系统能耗较传统空气源热泵能耗降低18%;两子系统的蒸发温度差为30℃时系统总能耗达到最小值,系统最小总能耗所需蒸发温度差受环境温度与用户侧供水温度影响很小,合理调控两子系统蒸发温度差是实现系统最优化运行的有效方法。     

火电机组湿法脱硫系统能耗的回归分析

本文以火电机组石灰石石膏湿法脱硫系统能耗为研究对象,通过分析脱硫系统主要能耗设备的能耗特性,得出影响脱硫能耗的主要因素,并对这些主要影响因素与脱硫能耗间的关系进行多元回归分析,从而建立脱硫能耗的数学模型。最后以我国40台典型火电机组湿法脱硫系统实际运行数据为基础,通过多元回归分析,建立脱硫能耗的数学模型,结果表明脱硫能耗数学模型既有一定的物理意义,又具有良好的统计学依据,与电厂实际脱硫能耗数据能较好地符合,从而为火电机组湿法脱硫系统的能耗预测和节能运行提供依据和基础。     

余热驱动热耦合多级自由活塞斯特林热电联供系统研究

我国工业余热资源丰富,尤其是中低温余热具有巨大的回收利用潜力。本文提出采用热耦合多级自由活塞斯特林发电机来构建余热回收利用系统,可有效拓宽余热利用温度范围,减小余热热源传热损失。首先基于热声理论,从声阻抗角度计算考察了单级自由活塞斯特林热电联供系统在变温和变充气压力等工况下的性能;然后对一台三级自由活塞斯特林热电联供系统进行解耦计算,分别考察了供水温度、单级加热量、工作压力等因素对系统性能的影响;最后开展了实验研究,在420/350/300℃热端温度及22/22/18 kW加热量下获得自由活塞斯特林热电联产系统净输出电功10.09 kW,供热量45.29 kW,对应总热电效率为16.27%,综合热利用率为89.32%,各级相对卡诺效率分别为30.90%、32.10%、36.08%,展现出重要的应用前景。