多热源联合热泵的性能模拟

基于燃气内燃机热泵较高的烟气余热利用价值,提出了一种利用内燃机烟气与太阳能联合驱动的氨水吸收式热泵循环,建立了传统的燃气内燃机压缩式热泵与吸收式热泵的联合供能系统模型,并通过模拟计算分析了系统性能系数的影响,并与传统燃气热泵的热力性能进行了对比.结果表明,该系统在不增加能耗的基础上,一次能源利用率从原来的1.49提高到1.98,输出热量从86,k W增加到115,k W,同时烟气余热回收率从0.20提高到0.29.     

一种基于低温烟气余热深度应用的热电冷联产系统研究

为深度利用热电冷联产(combined cooling heating and power,CCHP)系统低温烟气余热;并缓解因夏季建筑冷负荷波动所导致的CCHP系统变工况效率低下问题,提出一种低温烟气热回收与蓄冷一体化装置与CCHP系统相集成的新型CCHP一体化系统。为了进一步阐释新型CCHP一体化系统性能,运用Aspen plus流程模拟软件和理论分析,对一案例系统进行了数值模拟计算。结果表明,该集成方式可将系统排烟温降至50.5℃,系统总能利用效率增加8.1%;并实现夏季系统单位时间最大蓄冷量900 k W。根据新型一体化CCHP系统集成特征,对低温烟气热回收与蓄冷一体化装置进行了研究,分析了该装置设计长度与管内流动工质(烟气、生活热水、载冷介质)流速的变化对系统热力性能及系统蓄/释冷能力的影响特性。新型一体化CCHP系统的集成方式可为进一步提高能源利用效率与实现新一代的建筑能源供应系统提供了思路。     

发电厂循环水废热回馈热力系统的模式探讨

:发电厂循环水废热回收利用是提高发电厂一次能源利用率的重要手段.针对发电厂循环水废热回馈热力系统,提出了热泵回热型循环水废热回馈热力系统的2种模式,并建立了节能临界点数学模型.结合具体案例对两2模式进行了对比研究和分析,结果表明:只有当热泵的性能系数COP值大于节能临界点的COP值时,热泵回热型循环水废热回馈热力系统是节能的;凝结水从加热器出口引入热泵系统比从凝结水泵出口引入热泵系统的模式的热经济性高.针对热泵回热型循环水废热回馈热力系统不同模式的研究,对电厂回收利用循环水废热起到了促进作用,提高了电厂的热效率.     

热泵热电联产系统性能优化研究

基于不同性能标准分析研究了一个带有外部不可逆性的卡诺与热泵联合循环系统的循环性能。分别在不同标准下确定新的热电联产循环的最佳设计参数。研究性能对设计参数的影响并对结果进行了讨论。得到的结果可为热泵和热电联产结合的电厂提供更现实的性能评价。     

一种新型热电热泵热水器的研究

对热电热泵进行了热力分析，并通过改变热媒流量、热媒温差、电流输入等运行参数，对热电热泵进行了实验研究．结果表明：在近室温条件下，热电热泵作局部供热应用时，其供热系数达到1.6以上，比较直接电加热的形式，热电热泵装置不失为一种节能途径．在此基础上，研制了热电热泵快热式热水器，对热水器各部件的匹配进行优化，并对各环节进行了传热强化．该热水器独特的热媒流程一方面回收了排水废热，同时提高了热电热泵性能．对样机进行性能测试表明，样机比普通电热水器节省电耗40％以上．     

提高压水堆循环热效率的方案设计

针对高温气冷堆能量利用率低的问题,提出了一种提高高温气冷堆能量利用效率的方案,并运用以热力学第一定律为基础的效率法对压水堆核电站热力系统进行建模,分析了该方案的可行性及对压水堆核电厂热力系统和高温气冷堆能量利用率的影响.通过分析给出了最佳运行参数范围.计算结果表明:采用该方案可以有效提高高温气冷堆的能量利用效率,并且可以从多角度改善压水堆核电厂的运行.     

基于Co-ah循环的热电联产集中供热方法

为了降低大型热电联产集中供热系统能耗,该文提出了一种基于Co-ah循环的热电联产集中供热方法.在热力站设吸收式换热机组,使热网回水温度降低至约20℃,在热电厂内经汽轮机凝汽器、吸收式热泵和调蜂热源等环节将热网回水逐级加热.形成热网的吸收式(Co-ah)循环.通过拉大供回水温差而大幅增加热网的输送能力,并通过回收汽轮机排汽余热而显著提升热电厂供热能力和能源利用效率.     

双级压缩热泵型空调性能分析

阐述了制冷系统在较大压缩比时采用双级压缩的优越性,对单级压缩和采用两级节流中间不完全冷却循环方式的双级压缩热泵空调设备,进行了对比分析和热力计算,结果表明：相比单级压缩系统,双级压缩系统在额定制冷工况下,制冷系数有所提高,但提高幅度不大;在额定制热工况下,热泵制热性能系数有较大幅度的提高;在最小制热工况下,热泵制热性能系数提高幅度更加显著。     

基于太阳能的CCHP系统的多目标优化

在传统的利用内燃机驱动的冷热电三联供(combined cooling,heating and power,CCHP)系统的基础上,文章提出了结合太阳能发电和内燃机联合驱动的新型冷热电联供系统模型,并加入了储能电池以提高可再生能源的利用率并克服太阳能发电的缺点;通过分析新型CCHP系统的能量流动过程,针对该新型模型提出了基于该系统的经济性、一次能源消耗量、用户满足度的多目标优化模型,以天然气的使用量、向电网侧的购电量以及切除的负载数为优化变量,使用字典序优化算法对其进行求解。     

不结霜燃气机热泵的建模与性能分析

不结霜燃气机热泵将发动机废热收集起来,一部分引入空调房间直接供暖,一部分引向室外蒸发器参与换热。建立了不结霜燃气机热泵的数学模型,通过系统模型的求解分析了不结霜燃气机热泵的性能结果表明：不结霜热泵的性能受室外温度湿度的影响明显小于常规热泵,能量利用率高,性能系数最大可达到5.00,系统的最高一次能源利用率为1.97;废热热水不但能够直接向房间辅助供暖,还能提高系统的蒸发温度,防止系统的蒸发器结霜,提高系统的性能系数和一次能源利用率;不结霜燃气机热泵系统具有较高的能源利用效率和较好的节能环保效果。     

热管余热回收装置传热特性的模拟研究

为分析热管余热回收装置的运行特性,利用计算流体力学软件对装置进行了数值模拟,对热管换热器在不同结构形式(改变管排数、改变管间距)和不同入口参数(改变烟气的进口速度)时的换热过程进行模拟,获得不同情况下预热空气的温度,得出余热回收装置的最佳运行条件.模拟结果表明4排热管布置时换热效果优于5排,烟气进口速度增大时换热效果也会增强.     

新型重力热管换热器传热性能的实验研究

基于常规重力热管换热器难以安装翅片结构以强化管外换热,提出一种新型结构形式的重力热管换热器,该热管由一些并排的矩形通道而不是通常的圆管组成。并建立实验测试平台,进行一系列对比实验,重点分析加热功率、工质充液率、倾角及冷凝段风速对其运行热阻的影响。研究结果表明:加热功率对热管的运行性能有重要影响;当工质充液率约为20%时,热管换热器具有最小运行热阻;在最佳充液率为20%和加热功率为360 W时,运行热阻随倾角的增加有减小趋势,但当加热功率较大时,倾角对热管换热器的运行热阻影响不大;随着冷凝端风速的增加,热管换热器的运行热阻不断减小。     

Poleward heat transport by the atmospheric heat engine

The atmospheric heat transport on Earth from the Equator to the poles is largely carried out by the mid-latitude storms. However, there is no satisfactory theory to describe this fundamental feature of the Earth's climate. Previous studies have characterized the poleward heat transport as a diffusion by eddies of specified horizontal length and velocity scales, but there is little agreement as to what those scales should be. Here we propose instead to regard the baroclinic zone--the zone of strong temperature gradients and active eddies--as a heat engine which generates eddy kinetic energy by transporting heat from a warmer to a colder region. This view leads to a new velocity scale, which we have tested along with previously proposed length and velocity scales, using numerical climate simulations in which the eddy properties have been varied by changing forcing and boundary conditions. The experiments show that the eddy velocity varies in accordance with the new scale, while the size of the eddies varies with the well-known Rhines beta-scale. Our results not only give new insight into atmospheric eddy heat transport, but also allow simple estimates of the intensities of mid-latitude storms, which have hitherto only been possible with expensive general circulation models.     

土壤源热泵地下U型埋管换热器传热模拟研究

介绍了几种常见土壤源热泵U型埋管换热器传热模型,建立了单U型垂直埋管换热器的非稳态传热模型.采用隐式有限差分法对冬季运行工况进行数值模拟,得到了U型埋管出口水温的变化规律及土壤温度场的分布规律.     

新型重力热管换热器传热特性的数值模拟

提出新型结构形式的重力热管换热器,通过合理简化,建立单根竖直管道的稳态传热物理模型,分别对冷凝段、绝热段和蒸发段建立相应的稳态传热数学模型,应用等热流密度边界条件并通过工程方程求解器(EES)进行了数值计算.计算结果表明:运行热阻计算值总体波动不大,计算结果不能很好地反应充液率对运行热阻的影响;液膜厚度随加热功率增大而增加;液池高度随充液率的增加而增加;充液率较小时,较低加热功率对应的液池高度大于较高加热功率对应的液池高度,充液率较大时,小加热功率对应的液池高度反而低于大加热功率对应的液池高度.     

地源热泵埋管换热器传热模型的研究进展

分析了国内外地源热泵埋管换热器的传热模型,指出了目前尚存在的问题,提出建立考虑地下水运动影响的更完善的传热模型,这对地源热泵技术在我国南方富水土壤地区的有效推广和应用有着极为重要的意义.     

采集凝固热热泵系统连续取热的参数条件分析

针对环境水源现状,提出采集凝固热热泵系统为建筑物供热的新思路.凝固换热器是该系统的关键设备之一,在介绍凝固换热器原理的基础上,对连续提取凝固热的参数条件及流动阻力问题进行了分析,所得结论将为该热泵系统的研究提供有益参考.     

管式换热器在混合气体余热回收中的传热优化

为了研究高温混合气体在管式换热器中的传热特性,基于k-ε湍流模型、传热理论和Maxwell-Stefan扩散理论建立三维稳态数值模型,分析物质扩散条件对换热器温度场分布的影响。对换热器进行参数化分析,如冷热流体入口温度、速度,并从?的角度探究换热器的热传递效率。研究发现,物质扩散改变了混合气体中各组分的分布,使在传热中占主导地位的氢气发生回流扩散,反复换热,消耗高温流体热量,降低了换热器的传热性能,与未考虑物质扩散因素相比,等效传热系数从16.564 W/(m~2·K)降为15.955 W/(m~2·K),且在一定的工况参数范围内,换热器的效率在10%～30%之间,冷却效果明显。     

地源热泵中U型埋管传热过程的数值模拟

以钻孔壁为界将U型埋管的换热区域划分为钻孔内外两部分,并分别采用稳态与非稳态传热来分析求解,两区域模型间通过钻孔壁温耦合连接,以构成完整的埋管传热模型.对于钻孔以外部分,采用变热流圆柱源模型来求解钻孔瞬时壁温.钻孔以内部分,在考虑埋管流体温度的沿程变化及U型管2支间热干扰的基础上,基于能量平衡建立了钻孔内U型埋管的稳态传热模型.用所建U型埋管传热模型对地源热泵系统的运行特性进行了动态模拟,得出了埋管出口流体温度、钻孔瞬时壁温、单位埋管吸热量及热泵COP随运行时间的变化规律.所建埋管模型可为地源热泵系统的动态模拟、优化设计及其改进提供参考.