不可逆汽机热泵性能优化研究

建立一个广义不可逆汽机热泵循环模型,并考虑到热阻、热漏和工质内部耗散不可逆性。假设热源和工质之间的传热服从线性(牛顿)传热规律,整体传热表面积被假定为常数。得到供热负荷,系统性能系数与蒸发器换热温差的基本优化关系,通过数值例子研究了循环参数的影响,结论适用于符合牛顿传热规律的所有汽轮机热泵系统,并为汽机热泵系统性能改进与优化提供一些理论指导。     

吸收式热泵传热热面积的优化分析

研究热阻影响下吸收式热泵传热面积的优化问题。分别导出第Ⅰ类和第Ⅱ类吸收式热泵的最佳泵热系数与泵热率及总传热面积间的关系，以及最佳传热面积比。并应用这些结果对泵热系数、泵热率、传热面积和供热率等一些重要参数的优化选择作了讨论。     

吸收式热泵传热面积的优化分析

研究热阻影响下吸收式热泵传热面积的优化问题。分别导出第Ⅰ类和第Ⅱ类吸收式热泵的最佳泵热系数与泵热率及总传热面积间的关系，以及最佳传热面积比。并应用这些结果对泵热系数、泵热率、传热面积和供热率等一些重要参数的优化选择作了讨论。     

吸收式热泵最佳泵热率与泵热系数及传热面积间的关系

考虑工质与热源间的不同传热系数，分别导出第Ⅰ类和第Ⅱ类吸收式热泵的最佳泵热率与泵热系数及总传热面积间的关系，讨论了传热面积的优化问题。所得结果对吸收式热泵的优化设计具有一定的指导意义。     

热机热泵联合循环热力学分析与热泵动力选择

对增压柴油机、增压天然气机、小型蒸汽动力装置与压缩蒸汽热泵组成的三类联合循环进行了热大学分析，在此基础上提出了热泵动力选择的原则．研究表明，在合理利用用户所在地能源资源的前提下；应优选高效节能、利于环境保护的热泵动力。     

不可逆卡诺热机的最佳效率与供热率间的关系

在内可逆卡热效机模型的基础上,进一步考虑循环中除了传热以外的其它不可逆性,建立不可逆卡诺热机模型。由此导出不可逆卡诺热机的最佳效率与供热率间的关系,以及一些新的性能界限。     

一类三热源热泵的等效联合系统

证明了一类传热律为ｑ∝△（１／Ｔ）的三热源热泵等效于一个内可逆卡诺热机驱动一个内可逆卡诺热泵的联合系统，并建立了统一的等效联合系统分析法。应用此方法分析了热泵的优化性能及传热规律的影响，同时还作些有意义的讨论。     

导热规律为q~∝(ΔT)~n的一类内可逆热泵的最优化

本文研究了导热规律为q~∝(ΔT)~n的一类内可逆热泵的最优化问题。证明了这类内可逆热泵的最优循环方式是内可逆卡诺循环,求出了这类热泵的最大泵热率与致热系数的关系以及最大致热系数与泵热率的关系。为实际热泵的设计提供了新的理论依据。     

不可逆热变换器的基本优化关系及其应用

提出不可逆热变换器循环模型，导出其泵热率与泵热系数间的优化关系，并将它应用于太阳能热泵系统，确定了系统的总性能系数及太阳能集热器的最佳工作温度．     

循环单井的传热特性

依据能量守恒建立了循环单井井管-井孔-含水层耦合传热模型，并通过现场试验的数值模拟验证了该模型的正确性．针对典型循环单井的传热特性进行了研究．结果表明，采暖季期间，循环单井抽水温度变化剧烈，变化量达7℃，这降低了系统应对突发负荷的能力，增加了热泵机组的耗功．井孔与含水层之间的原水交换承担了近23．4％的负荷，且基本不随时间变化．循环单井对含水层的热影响范围不大（14m），因此，多口循环单井的井间距可以较小（如15m）．     

不可逆卡诺热泵的生态学优化性能

以反映热泵炯输出与熵产率之间最佳折衷的“生态学”准则为目标，综合考虑热阻、热漏及工质内不可逆性．导出了牛顿传热定律系统广义不可逆卡诺热泵的生态学最优性能，由数值算例对不同损失情况下热泵的性能变化规律进行了比较，其结果对实际热泵的设计工作具有一定的理论指导意义。     

升温型金属氢化物热泵性能分析

考虑到金属氢化物床的传热和换热器间显热回收等实际因素，提出了升温型金属氢化物热泵性能系数计算公式，为合理选择金属氢化物对，以及调整热泵的各种工艺参数提供了理论依据．结果表明：强化金属氢化物床的传热、采用平台倾斜度小的金属氢化物、减小反应器材料的比热和质量，以及换热器间高效率的显热回收，是提高热泵性能系数的有效措施．金属氢化物热泵的性能系数随驱动热源温度的升高而增大，但温升幅度随驱动热源温度的升高而减小。     

地源热泵间歇运行地温变化特性及恢复特性研究

针对土壤源热泵运行过程中地下传热衰减问题,进行了热泵间歇运行实验,测试分析了热泵间歇运行过程中地温变化规律及其对换热率和机组性能的影响.建立基于渗流的三维非稳态传热模型,对地下垂直U形埋管与周围土壤的热湿耦合传递进行数值计算,模拟了热泵运行状态下地温变化及热泵停歇状态下地温恢复特性;数值分析了土壤导热系数、土壤孔隙率、不同回填材料及太阳辐射能对地温恢复过程的影响.实验与数值计算都表明,热泵可控间歇运行策略对于改善地下传热,提高热泵系统性能具有重要作用,探讨热泵可控间歇运行问题对于地热能高效一体化利用具有理论意义.     

双级耦合热泵供暖系统有限时间热力学性能优化

利用有限时间热力学分析理论，对新型双级耦合热泵供暖系统建立了存在热阻、热漏、内不可逆损失的恒温定常流热力学循环模型，得到系统供热性能最优结果下，最佳传热面积分配，最佳工质工作温度，最小总传热面积以及最小输入功率的解析式．结合实际算例的计算结果，详细分析了各不可逆因素对系统性能的影响．所得结论为新系统在实际推广过程中的设计、运行提供了一定理论依据．     

非线性传热规律下卡诺热机的最佳利润与效率关系

导出了卡诺热机在两种非线性传热规律下，最佳利润与效率间的关系，并得到了其最佳利润时的效率界限。     

热管式降膜吸收器波动降膜传热传质过程模拟

对第二类吸收热泵热管式降膜吸收器溶液降膜吸收传热传质并通过热管移出吸收热的过程进行了数值研究．根据所求得的波动膜流解及建立的数学模型，通过求解热管加热段外壁面溶液波动降膜传递方程和热管传热方程，研究了膜雷诺数、低位余热温度、输出热温度及降膜波动等因素对传热传质过程的影响，并与平滑膜进行了比较．     

换热器传热效率与强化对高温热泵性能的影响

溶液换热器是高温吸收式热泵的重要部件之一。它的传热效率及其传热强化对提高系统性能,降低热泵系统的设备费和操作费是非常重要的。本文分析计算了不同传热效率对系统性能的影响,并分析了换热器传热温差与(火用)损及传热效率的关系,提出采用强化传热元件和评价热泵系统性能的关联式。     

相对制冷功能的蒸汽压缩式热泵设计基本技术原则分析

工业加热等场合的热泵设计往往强调单一加热功能并更强调效能。文章通过热泵与制冷机的单一制热与制冷功能的设计对比,进行了热泵设计基本技术原则的分析,并给出分析结论。作为分析基础依据,文章对热泵工质的基本理论循环与能量转换过程以及热泵性能量度的过程与关联及其与设计的关系进行了深入分析与条理清晰的概括总结。     

热机热泵联合循环热力学分析与热泵动力选择

对增压柴油机，增压天然气机，小型蒸汽动力装置与压缩蒸汽热泵组成的三类联合循环进行了热力学分析，在此基础上提出了热泵动力选择的原则，研究表明，在合理利用用户所在地能源资源的前提下，应优选高效节能，利于环境保护的热泵动力。     

带储能单元的燃气机热泵供暖季运行分析

针对冬季建筑热负荷典型日逐时变化特点以及燃气机热泵系统运行特性,提出将储能单元应用于燃气机热泵系统,建立了系统热平衡模型及评价指标,基于建筑热负荷波动范围设计了储能单元储放能策略及系统工作模式分区(Mode L,P,F,O),对系统进行了实验测试,结果表明加入储能单元后燃气发动机可一直运行在经济转速范围(1,200~2,000,r/min)内,系统日均一次能源利用率(PERh)为1.48,较传统燃气机热泵系统PERh提升了4.2%,,燃料消耗量减少12.5%,,较好地平衡了燃气机热泵系统制热量与建筑实时热负荷间的供需关系.