基于(火用)方法的空调冷热源系统优化决策

结合方法和热经济学原理建立了空调冷热源系统的分析模型,阐述了产品成本是评价冷热源系统方案优劣的关键因素.采用多目标模糊决策方法,综合考虑了单位产品成本、初投资、技术先进性、安装面积、运行安全可靠性、维护管理难易程度和环保性等多种影响因素,基于方法的冷热源优化决策算法.通过应用实例,说明了此新优化决策算法相比工程中传统决策方法,可靠性更高,使各决策方案间优劣区分度更加明显。     

氯化铵回收的三效降膜蒸发系统的(火用)分析

利用黑箱和灰箱模型对氯化铵回收三效降膜蒸发系统进行了[火用]分析，找到了系统[火用]损的关键，即二次蒸汽的消耗引起的外部[火用]损．对各效蒸发器采用白箱模型，分析了蒸发器[火用]损的主要环节，结果表明，对于一、二、三效蒸发器，传热温差引起的[火用]损率分别为77．64％、68．59％和75．87％，降低传热温差引起的[火用]损是提高蒸发系统效率的主要途径．由于浓缩热引起的[火用]损也是不容忽视的，应提高系统的真空度，采用低温蒸发路线．     

用于冷中子源系统的氦制冷循环方案分析

为向冷中子源装置氢系统提供17．5K的低温冷源，设计了逆布雷顿循环的液氮预冷模式和4种膨胀机预冷模式，并对这5种循环模式进行热力分析和[火用]分析，获得了各循环模式下的主要热力参数并分析比较了各自的热力性质．结果表明：带液氮预冷和前置式并联膨胀机预冷2种模式的热力性能最好，[火用]效率最高；对于膨胀机预冷循环，并联模式优于串联模式，前置式优于后置式．循环系统[火用]损失部位主要在压缩机、膨胀机和换热器，减小这3部分[火用]损失的途径有以下方面：改善循环，减小系统氦的质量流量；提高压缩机的等温效率、膨胀机的等熵效率；改善换热器的内部温度、温差、压力分布及物流分配．本研究为中国先进研究堆冷中子源氦制冷系统的设计提供了数值基础。     

地埋管地源热泵系统源侧（火用）分析

摘要：建立了地埋管地源热泵系统的源侧热力学（火用）分析模型，模型中考虑了持续热扰动和环境温度变化对产出（火用）的影响，并对不同气候区域和不同埋深地埋管换热系统进行了（火用）分析．结果表明，长期运行时，环境温度的变化对欠用增量有显著影响，合理控制热泵的运行时间可以使系统获得较高的（火用）增量；埋深的减小使泵耗功明显增加，甚至会高于系统从热源得到的（火用）增量，而埋深超过100m时，深度的增加对提高火用增量来说并不经济．提出了地埋管换热器（火用）效比这一参数，对评价地埋管换热器获取（火用）增量的效率、经济性，以及确定地埋管地源热泵系统合理的运行时间有理论指导意义．     

集中空调系统冷热源方案灰色优选实例

集中空调系统冷热源可供选择的方案较多 ,而反映空调系统冷热源方案优劣的指标是多方面的 ,因此选择空调系统冷热源方案时 ,须综合考虑多指标对系统的影响 ,选择其最优方案。依据灰色优化方法所建立的数学模型与求解方法 ,通过两个工程实例说明了灰色优化方法在集中空调冷热源方案选择中的应用。     

(火积)——描述物体传递热量能力的物理量

从导热过程与导电过程的比拟出发，引入了与电容器的能量相对应的新的物理量Eh=QvhT／2．它具有“能量”的性质，它描述了一物体所具有的热量传递的总能力．由于它是热容量与温度乘积之半，因此把此物理量称之为[火积]．热量传递是一个不可逆过程，在传递过程中部分[火积]将被耗散，其数值可由[火积]耗散函数的体积分求得．在建立了[火积]平衡方程的基础上定义了[火积]传递的效率，从而可讨论传热过程的优化．在变分分析的基础上，提出了导热过程优化的[火积]耗散极值原理：对于具有一定的约束条件并给定热流边界条件时，当[火积]耗散最小，则导热过程最优（温差最小）；在给定温度边界条件时，[火积]耗散最大，则导热过程最优（热流最大）．基于[火积]的耗散这个物理量定义了多维导热问题中的当量热阻，从而可把导热优化的[火积]耗散极值原理归结为导热优化的最小热阻原理．最后，以体点散热问题为例，计算了使导热性能最好的导热系数的最佳分布，并对优化前后的导热性能作了比较．     

建筑围护结构节能设计火用分析及CO_2排放研究

以夏热冬冷地区株洲市某办公楼为研究对象,基于全生命周期理论与火用方法,对建筑围护结构不同节能设计方案能耗、火用耗及CO2排放量进行分析,并结合热经济学原理,建立了围护结构火用成本分析模型来综合评价节能设计方案的经济性及节能性.结果表明:当节能设计后建筑运行阶段节约的能耗或CO2减排量大于因节能而投入的能耗及CO2排放量时,才能达到真正意义上的节能.文中方案1,方案2中建筑运行阶段节约的能耗分别需要10年,11年才能抵消建材生产阶段产生的能耗,CO2减排量分别需要4,5年才能抵消建材生产阶段产生CO2排放量.且建材生产阶段的火用耗远远大于节能设计后运行阶段节火用量,火用成本的分析结果表明较低的单位火用成本,意味着选用投资较少的节能改造方案,较多的使用低品位能源,得到了火用效率较高的制冷量、制热量,建筑整体节能性和可持续性高.     

基于火用分析的太阳能热泵系统优化研究

该文以热力学第一、第二定律为指导,建立了非直膨式太阳能热泵系统各部件的火用模型。根据系统投入火用的特点,首次提出代价火用效率(即收益火用与代价火用之比)作为太阳能热泵系统的优化指标。将其应用于北京某别墅太阳能热泵系统优化设计分析中,获得此建筑太阳能热泵系统太阳能集热器面积与储水箱容积的最佳配比,计算结果表明优化后代价火用效率提高了15%。研究结果为该系统在设计和运行方面提供了一定理论依据。     

立窑火用分析

利用火　用分析的方法对立窑系统进行了火　用分析,得出了火　用效率、火　用变质系数,找出了立窑系统能量利用的薄弱环节,提出了节能挖潜措施,以利于尽可能合理地利用资源,降低成本,提高经济效益。     

泛(火用)分析方法及其应用

为分析和评价原材料、能源、资金、劳动力等不同类别的要素资源在生产过程中的综合利用情况,提出泛(火用)概念和泛(火用)分析方法,建立系统的泛(火用)分析和评价模型,定义泛(火用)利用系数和可持续发展指数等量化指标.利用泛(火用)分析方法和模型对SKS炼铅系统和太阳能光伏发电系统进行分析和评价.研究结果表明:SKS炼铅系统等冶金生产系统的泛(火用)利用系数很低,可持续发展性较差,节能措施应以降低这类生产系统的不可再生资源特别是不可再生能源的消耗为主;太阳能光伏系统的町持续发展性能优越,其节能工作应以降低太阳能电池的制造成本和设备安装成本为主.     

微燃机冷热电联供系统的分析

利用分析法对由微型燃气轮机、余热补燃型吸收式制冷机和余热锅炉组成冷热电联供系统进行了分析.以某用能建筑为例,分析得出了不同季节和联供系统子系统的损失和效率.夏季时,吸收式制冷机的损失最大,效率有很大的提高空间;在不用季节,余热锅炉的损失也较大,应作为主要的改进设备.通过效率分析,为联供系统的能质改进提供了一定的参考.     

Optimization criteria for the performance of heat and mass transfer in indirect evaporative cooling systems

The wide application of evaporative cooling techniques in which the optimization criteria form the theoretical basis for improving evaporative cooling performance is essential for energy conservation and emission reduction.Based on exergy analysis and the entransy dissipation-based thermal resistance method,this contribution aims to investigate the effects of flow and area distributions in the optimization of the performance of indirect evaporative cooling systems.We first establish the relationships of exergy efficiency,entransy dissipation-based thermal resistance and cooling capacity of a typical indirect cooling system.Using the prescribed inlet parameters,the heat and mass transfer coefficients and the circulating water mass flow rate,we then numerically validate that when the cooling capacity reaches a maximum,the entransy dissipation-based thermal resistance falls to a minimum while the exergy efficiency is not at an extreme value.The result shows that the entransy dissipation-based thermal resistance,not the exergy efficiency,characterizes the heat transfer performance of an evaporative cooling system,which provides a more suitable method for evaluating and analyzing the indirect cooling system.     

燃气壁挂炉的热经济性分析

以供应300m2左右用户采暖的燃气壁挂炉为例,利用热经济学方法对燃气壁挂炉的采暖和供生活热水系统进行了分析,得出不同天然气价格和采暖日平均运行时间下的平均输出成本.对影响平均输出成本的因素进行了敏感性分析,认为天然气价格是最主要的因素,其次为采暖日平均运行时间,燃气壁挂炉初投资费用的影响最小.     

低温供热系统的用能分析

针对热泵装置用能效率的计算方法进行了探讨,分析了热泵提升式系统用能效率的两种计算方法.以热能效率和效率作为评价指标,对热泵提升式系统和锅炉提升式系统这两种低温供热系统的用能情况进行了能量分析与分析.计算结果表明,热泵提升式系统的热能效率要低于锅炉提升式系统的热能效率,但其效率要高于后者的效率;当低温热源的供水温度较高可直接用于供暖时,应将低温热源的热量或作为"代价"计入供给能或供给来计算热泵装置的用能效率.     

Transfer equation of exergy cost and its application

This report reviews the development of the theoretical framework for exergoeconomics,and propses a time and space-dependent exergy cost transfer equation.The exergy cost transfer equation,together with the exergy transfer equation,constitutes the theoretical fundament for exergy analysis,exergoeconomic analysis and optimization.With these transfer equations,three theorems regarding to exergoeconomics are therefore derived,expounded and proved,which could be utilized to solve problems in esti-mating esergy,exergy fluxes and exergy destruction costing.     

生物质气化的冷热电联供系统分析

以生物质气化为前提条件,结合某用能建筑的冷热电负荷,以内燃机和排烟再燃型溴化锂吸收式冷温水机组组成的冷热电联供系统为分析对象,对用能建筑的联供系统进行了能量分析,得出了一次能源利用率、一次能源节约率、效率和经济成本.生物质气化冷热电联供系统可实现生物质能源的梯级利用,为生物质能源的综合利用提供了一定的参考.     

过程系统流计价策略研究

根据过程系统的用能特征及流计价的特点,通过正向序贯计价方法与反向当量计价方法的结合,解决了过程系统分析优化中的流计价问题,为经济学用于过程系统的分析优化提供理论依据;最后以一个简单分馏塔流的计价来表明该计价策略的实际应用过程。     

散热器对流采暖、低温地板辐射采暖热力学分析

介绍了散热器对流采暖和地板辐射采暖两种采暖方式的形式和特点,并以热力学分析为基础,从熵和火用两方面讨论计算了地板辐射采暖和散热器对流采暖这两种常用的采暖方式的熵变和火用效率,进而分析其节能性.结果表明,在相同供暖负荷条件下,地板辐射采暖的熵增较散热器对流采暖的熵增小,而火用效率大说明地板辐射采暖比散热器对流采暖节能效果好.