CaCl2-BaCl2-NH3二级吸附式制冷系统及其制冷性能与仿真

在低于100 °C热源、高于30 °C冷凝温度的条件下，为了获得-15 °C的冷冻工况，采用二级解吸过程设计了氯化钙/氯化钡吸附氨的吸附制冷系统，并对氯化钙/氯化钡工质对的吸附性能参数进行测试，由其性能数据拟合而得到吸附与解吸曲线、耦合吸附与解吸方程和传热方程，并建立系统模型进行仿真.结果表明，该系统可以利用85 °C的低温热源，在30 °C的冷凝温度条件下获得-15 °C的制冷温度，并达到2.62 kW的制冷功率.     

一种新型的跨临界CO_2储能系统

为了解决我国风电并网时电力不稳定等问题,实现规模储能,针对目前压缩空气储能(CAES)系统存在的问题,提出了一种新型的跨临界CO2储能系统概念。系统储能介质CO2以液态形式进行储存,以热能和冷能为能量存储主要形式,实现风电的储能和释能过程。对该系统进行了热力学分析和多目标优化,结果表明:在合适的储能压力下,系统储能效率和储能密度均随着释能压力的增大先增大后减小,分别存在最佳释能压力;随着储能压力升高,系统储能效率不断降低,储能密度却不断增加;减小蓄冷器和中间换热器换热温差是提高系统储能效率的关键;通过对储能系统进行多目标优化,最优解对应的系统储能效率为50.4%,储能密度为21.7kW·h/m3。跨临界CO2储能系统具有储能密度较高、绿色高效、不受地理条件限制等优点,在风电的规模存储中具备很好的应用前景。     

基于㶲分析的水源热泵利用低品味余热的试验分析

水源热泵通过消耗小部分的高品位能源实现低品位热能转换为高品位热能,是一种主要回收低品位余热的节能技术。基于?分析的方法,利用水源热泵回收低品位余热试验系统研究水源侧的进水温度及用户侧的出水温度对水源热泵性能及其?效率的影响。试验结果表明:热泵性能系数随着水源侧进水温度的增加而提高,?效率不断增大,提供给系统的能量越多,节能效果越明显;而热泵性能系数随着用户侧出水温度的增加而降低,?效率增大趋势愈来愈不明显。     

储能压力对液态压缩空气储能系统特性的影响

为了探究液态压缩空气储能系统工作参数对系统性能的内在作用机理及系统能效提升方法,建立了该系统的热力学模型。应用Aspen Plus软件进行流程仿真,对系统进行了热力学特性分析,并深入研究了液态空气储能压力对系统各单元及系统能效的影响规律。研究结果表明:较高品位的压缩余热和较小的循环空气流量可有效提升系统余热再利用率,显著提升系统性能;当储能压力由0.86 MPa提升至1.67 MPa时,系统压缩热的品位得以提升,膨胀机级间再热温度由114℃提升至160℃,同时可降低循环空气流量约0.5%,使得压缩机耗功降低,同时膨胀机输出总功增加,系统效率由31.61%提升至42.54%;储能压力的提升有利于降低低温储罐漏热,并减少制冷膨胀机出口带液量,可进一步改善系统的整体性能。     

协庄煤矿制冷节能技术研究与应用

协庄煤矿充分利用现有的矿井水资源和自备电厂的低品位热能，通过研究利用水源热泵和溴化锂制冷节能技术，为矿区工业广场公及生活区40986．29m^2的建筑面积提供夏季制冷．较好实现了矿井水的能量梯级利用和电厂低品位热能的高效利用，提高了矿区能源的综合利用效率。该技术在协庄煤矿应用后，取得了较好的经济效益和社会效益。     

以水-溴化锂溶液为工质的制冷/制热潜能储存系统特性研究

详细介绍了以水-溴化锂为工作介质的制冷/制热潜能储存系统的工作原理,并根据循环流程及循环特点给出了循环热力计算数学模型,最后结合潜能储存循环计算结果对循环特性做出了详细分析.结果表明该系统可于较高储能密度下运行,且有较高性能系数,基于水在0℃以下结冰的现象,以水-溴化锂为工质的潜能储存系统比较适用于空调系统.当有低温热源时,储存的潜能还可以被转换成热能,或潜能被转换成冷能的同时还可以产生热能,这是传统的蓄能技术所不具有的.由于潜能储存系统工作循环的非连续性及采用溶晶装置及晶/液分离装置,溴化锂溶液的结晶问题可以被解决,故此循环的溶液浓度差大,蓄能密度高,是冰蓄能密度的3倍.     

20CrMnTiH齿轮钢高温塑性变形特性

以20CrMnTiH齿轮钢为研究对象,在变形温度850~1 150 °C和应变速率0.01~10 s-1的变形条件下,采用高温压缩热模拟实验研究其塑性变形特性.发现：变形温度850 °C时的流动应力为1 150 °C时的2~3倍,应变速率10 s-1时的应力值为应变速率0.01 s-1时的2~3倍,在高温和低应变速率的条件下发生了连续动态再结晶;从微观组织来看,随变形温度升高,再结晶晶粒沿着初始晶粒的晶界长大并形成新晶粒,变形温度1 050 °C时,多次动态再结晶使得晶粒长大明显.根据采用双曲正弦函数修正的Arrhenius方程,利用线性回归法求出相应的热变形激活能为371.053 kJ/mol.利用加工图确定了相应的热变形过程最佳工艺参数范围,即变形温度为1 020~1 150 °C,应变速率为0.5~2.5 s-1.

     

高温作用后石灰岩受压破裂过程的声发射试验研究

利用声发射测试和单轴压缩试验相结合的方法,研究了河南焦作矿区的石灰岩在100~800 °C高温压缩破坏条件下的声发射过程,结合不同温度下石灰岩的力学性质,分析不同声发射参数条件下石灰岩在不同受力阶段的声发射特点.结果表明：在高温作用下石灰岩出现了明显的声发射现象;石灰岩峰值应力随着作用温度的升高而不断降低,800 °C以后,峰值应力较600 °C时降幅达50%,但是峰值应变随着作用温度的升高而变化不明显;在400 °C以前,声发射振铃累计数均值随着温度的升高而增加,400 °C后随着温度的升高而不断降低;在600~800 °C时,试样呈现出明显的塑性破坏特征,高温致使石灰岩劣化,声发射试验中,振铃累计数大幅度降低,应力与应变和声发射特征参数变化规律较吻合.     

内埋热源混凝土冬季养护温度历程精确预控研究

针对内埋热源混凝土冬季养护控温方法，研究热源对混凝土温度历程的作用.基于成熟度概念，研究养护温度、龄期对混凝土水化程度及热学性能发展的影响;依据抗压强度预测公式，预先设计温度历程;基于热力学第一定律，建立瞬时热能方程，构建温度历程精确控制方法，并通过试验验证.结果表明:该方法能够用于混凝土升温速度的准确控制，维持稳定阶段温度，以及保证混凝土降温速度，实现混凝土温度历程及强度的精准控制.     

低温储能材料的制备及其影响因素

采用液相浸泡法，将吸湿性无机盐CaCl2与硅胶复合，制备出低温复合储能材料。对硅胶和复合储能材料的吸湿性能进行了对比实验，并利用吸附储能实验装置测试了它们的储能性能，研究了影响复合储能材料性能的因素．结果表明：较为合适的浸泡时间为4h；提高CaCl2含量和浸泡温度有利于复合储能材料吸湿量和质量热力学能（储能密度）的提高；随着吸湿能力的增强，复合储能材料的质量热力学能增大，可达1050J／g；同时，该复合储能材料可在90℃温度下有效再生，适用于太阳能、工业废热等低温热的储存和利用．     

二次提升型吸收式变热器热力性能分析

为有效地回收低品位余热 ,该文以水 /溴化锂(H2 O/ L i Br)工质对为例 ,分析了 3种二次提升型吸收式变热器 ,指出其中第一级吸收器和第二级蒸发器相连接的形式(A1- E2型 )是最可取的。并着重分析了 A 1- E2型二次提升型吸收式变热器的热力性能 ,结果表明 ,二次提升型吸收式变热器比单级吸收式变热器有更高的温度提升 ,运行范围扩大 ,但系统性能有所下降。根据对不同工质对的热力分析 ,该文还提出了第一级采用 H2 O/ L i Br,第二级采用三氟乙醇 / N -甲基 - 2 -吡咯烷酮 (TFE/ NMP)为工质对的二次提升型吸收式变热器的设想 ,它既能获得较高的温度提升又有相对较高的性能系数。     

High-efficient thermochemical sorption refrigeration driven by low-grade thermal energy

Thermochemical sorption refrigeration powered by low-grade thermal energy is one of the energy-saving and environment friendly green refrigeration technologies. The operation principle of sorption refrigeration system is based on the thermal effects of reversible physicochemical reaction processes between sorbents and refrigerants. This paper presents the developing study on the different thermochemical sorption refrigeration cycles, and some representative high-efficient thermochemical sorption refrigeration cycles were evaluated and analyzed based on the conventional single-effect sorption cycle. These advanced sorption refrigeration cycles mainly include the heat and mass recovery sorption cycle, double-effect sorption cycle, multi-effect sorption cycle, combined double-way sorption cycle, and double-effect and double-way sorption cycle with internal heat recovery. Moreover, the developing tendency of the thermochemical sorption refrigeration is also predicted in this paper. Supported by the Key Project of the Natural Science Foundation of China (Grant No. 50736004)     

含水层储能地下温度场模拟

采用Kipp K L推出的地下水流动和热运移方程,对热泵耦合含水层储能系统连续运行3年的储能井温及地下温度场进行了模拟计算．根据地下温度场的分布,对该系统的储能效果进行了分析研究．结果表明,该系统能够在供热和供冷的同时分别向地下储存冷量和热量,起到反季节储能的作用,提高热泵效率;但由于系统的冷、热负荷不均匀,造成了储能井周围区域温度的逐年降低,这对地下生态是不利的．因此,在设计热泵耦合含水层储能系统时,应保证系统的冷热负荷均衡,这样才能既提高热泵的效率又避免对地下生态平衡的破坏．     

采用溴化锂溶液的蓄能空调/供热系统及其数学模型

利用工作溶液浓度差储存的能量可转换成暖通、空调所需的热能、冷能或除湿能.以工作溶液为澳化锂水溶液时的闭式蓄能空调/供热系统为研究对象,通过阐述其工作原理和运行过程中储罐内溶液质量、质量分数、温度等参数随时变化,导致系统内各状态点溶液工作参数、各热力设备的工作负荷均发生变化的特点,建立起该蓄能系统充、释能过程的动态数学模型.其结果可为进一步数值研究、分析该蓄能空调/供热系统工作特性、设备负荷特性提供参考.     

基于建筑虚拟储能的分布式能源系统优化调度

由于建筑的热惰性及室内空气的蓄热属性,当系统制冷或制热设备功率变化后,室内温度存在滞后现象,同时室内温度在一定范围变化时不会影响人体的舒适度。该文根据建筑的蓄热属性建立了建筑虚拟储能模型,引入到分布式能源系统的优化调度当中,在用户可接受室温范围内对室温进行优化调节,实现了虚拟储能的充释能管理。算例以独栋的小型楼宇的夏季制冷场景为例,以包含环境因素的日综合运行成本最小为优化目标,根据求解结果分析了虚拟储能对调度产生的影响,结果表明建筑虚拟储能参与系统的优化调度使总费用下降约3.8%。     

基于可再生能源的分布式多目标供能系统(二)

提出了两种以氢为能量载体的基于可再生能源的多目标分布式供能系统的新构思，分别利用太阳光直接分解水制氢及太阳能高温集热（或高温燃料电池排气余热）分解生物质和水制氢，并与高温燃料电池，微型燃气轮机以及后续的供热，制冷，调湿等子系统共同构成高效，无污染的可以供氢，供电，供热，供轴功的多联产综合供能系统，简要分析了可再生能源高效低成本制氢的有关理论与技术，报道了本室光催化分解水制氢与超临界水生物催化气化制氢研究的最新进展。     

主动式相变储热装置蓄/放热特性实验

针对一种主动式热电热泵相变蓄热装置,在不同工作电压和不同热源温度下测试其蓄热和放热性能。实验结果表明,在不同工作电压和不同热源温度时,该装置的蓄/放热时间以及蓄/放热效率有很大差异。在工作电压较高,余热热源温度较高的情况下,该装置蓄热所需时间较短;此时继续增加工作电压会导致半导体芯片冷热端温差变大而降低该装置的制热系数。对比被动式相变蓄热装置,该装置最大的优越性在于工作电压的可调性,在合理的范围内调整工作电压大小,可以保证其较高的蓄/放热性能,同时克服了被动式相变蓄热装置在低温余热回收过程中无法改善热能供需双方在时间、地点和强度上不匹配性的缺点。     

基于岩土失调温度限值的土壤源热泵系统土壤蓄能状态评价

基于岩土失调温度限值、建筑负荷特征、传热机理等多参数耦合的分析方法,提出了系统节能率、系统总运行费用现值和系统失效指标等评价指标,并建立了土壤蓄能状态评价体系.以评价体系为基础,通过CFD软件建立三维地下埋管管群数值计算模型,构建了评价全寿命周期内的土壤源热泵系统土壤蓄能状态的计算方法.计算和分析结果表明,评价体系和计算方法不仅可以较客观地反映土壤的蓄能状态,同时能够预测基于实际工程运行特性下的岩土失调温度限值范围和全寿命周期内节能性和经济性的失效时间点.     

第二类边界条件下硬脂酸固液相变蓄能研究

通过引入有效导热系数来考虑自然对流对固液相变传热的影响,将相变蓄能模型简化为仅用能量方程描述,采用显热容法及正态分布液相率模型进行了求解.与硬脂酸固液相变实验的比较表明:自然对流对相变传热的影响不可忽略;修正后的有效导热系数经验公式能更准确地描述等热流边界条件下的固液相变过程;在等壁温边界条件下,相变速率随时间的推移而减小;在等热流边界条件下,相变速率随时间的推移而增大.