大温跨两级压缩补气增焓热泵循环性能研究

针对公共场所现有电加热热水器能源利用效率过低的问题,从提高能源效率和一机两用的角度,提出了一种可产生冷热饮用水的补气增焓高温热泵热水器(HPWH)系统,即由准二级空气源压缩循环提供中温和高温热水,由单级空气源压缩制冷循环制取低温冷水,实现了高温热泵的能量梯级利用和饮用水的梯级产生.构建组成系统各部件的热力学模型,基于能量分析的方法,探讨了不同因素对系统性能的影响,并与传统电加热热水器进行了性能对比.研究结果表明:准二级压缩技术和能量梯级利用可显著改善高温热泵循环的制热性能.环境温度25℃、冷凝温度105℃、蒸发温度5℃时,HPWH系统制取开水的制热性能达到2.88,其能耗较传统电加热热水器降低至少219％,其制取冷水性能系数达到1.47.     

热电热泵在非设计工况条件下的性能分析

采用直流电源模拟太阳能电池板输出不稳定电压驱动热电热泵工作,通过实验测试研究了在连续长时间工作、电压跳跃变化和极限电压工况下,热电热泵冷端温度T c、热端温度T h、冷热端温差T d的变化对其制冷/制热的性能系数(COP)的影响。结果表明,在适宜的电压范围内,热电热泵的制冷速度快、工作性能稳定且能够长时间连续工作,而制热效果明显优于制冷效果,制热效率(E h)平均高于制冷效率(E c)约0.8;热电热泵的最佳工作电压区间为2~4 V,此时的冷端温度低、制冷量大、COP值在理想范围(E c=0.87~1.89,E h=1.75~2.75);随着工作电压增高,热电热泵的冷热端温差增大,COP值减小,当电压大于8V后,冷热端温差大于45℃,COP值降至最小,工作性能较差。     

聚环氧氯丙烷分子量测定的研究

本文研究了聚环氧氯丙烷在环已酮及α-氯萘中测定其特性粘度[η]时的降解问题。得知该聚合物在加热溶解和粘度测定时会发生降解反应。但是,在溶剂中加入0.5%(重量百分数)的抗氧剂2,6-二特丁基对甲酚后,降解反应基本上可以被防止。以甲苯为溶剂,乙醇为沉淀剂,在50℃,对聚环氧氯丙烷进行三次重复沉淀分级,测定各级份的[η],并且用渗透压法订定,得到二个Houwink方程: [η]_(CH)=2.51×10~(-5)M_η~(0.87) dl/g (环己酮、50℃) [η]_(CN)=2.23×10~(-5)M_η~(0.33) dl/g (α-氯萘、100℃) 并得到Huggins公式和Kraemer公式中的参数k’和β的平均值: k’_(CH)=0.358 β_(CH)=0.144 k’_(CN)=0.365 β_(CN)=0.138 聚环氧氯丙在烷环己酮中,50℃时的比浓粘度(η_(SP)/c)_(CH)值以及在α-氯萘中,100℃时的比浓粘度(η_(SP)/c)_(CN)值,当两者浓度相同时,符合下式: lg(η_(SP)/c)_(CN)=0.956lg(η_(SP)/c)_(CH)-0.251(浓度在0～2×10~(-3) g/ml 范围内)。     

内置热泵的热电冷联合有机朗肯循环能效分析

文章对内置热泵结构的小型太阳能驱动的热电冷联合有机朗肯循环(Combined Cooling Heat andPower-Organic Rankine Cycle,简称CCHP-ORC)系统进行了热力分析,与一般CCHP-ORC系统相比,该系统利用低品位能源利用效率更高。CCHP系统用引射器代替热泵压缩机,将热泵与ORC合并,热泵系统的加入提高了CCHP系统能量利用率。系统热力计算将系统高温热源、环境温度和需求温度固定,采用R245fa作为系统工质,以热电联合循环为例对系统进行热力计算,得到了在给定条件下系统的最佳工作参数。通过对比可知内置热泵能较大提高CCHP-ORC系统的能量利用率。     

一种带中间换热器的双热源高温热泵系统

为了提高工业高温热泵系统的热力性能,实现对工业低温余热的高效综合回收,提出了一种带中间换热器的双热源高温热泵系统。第一级热泵以CO2为工质、以空气为热源,在超临界状态下将冷水加热到中间温度。第二级热泵以R152a(二氟乙烷)作为工质,从工业余热源吸收热量,将用水加热到所需的高温,并且在中间换热器中将CO2加热到过热状态。对该双热源热泵系统进行热力学分析,发现给定R152a在中间换热器温降的情况下,CO2存在最大的过热度,使得整个系统达到最佳运行工况。以回收50℃废水余热为例与单热源热泵进行比较,平均供水量是后者的两倍多,单位质量热水的耗功量减少43.2%,性能系数和火用效率分别平均提高41.9%和23.96%。     

补气技术应用于高温热泵的实验研究

为了提高高温热泵运行经济性及稳定性,优化高温系统流程,通过在热泵系统中设置换热器型经济器,实验验证双螺杆压缩机补气技术在高温热泵中应用的可行性。实验研究表明:将补气技术应用于高温热泵是可行的,冷凝器出口水温在88℃下通过经济器补气可有效增加高温热泵的制热量,当相对补气量由9.88%增加至22.61%时,系统总制热量增加9.28kW,改善了其制热性能;在压缩机补气孔口已定条件下,存在最优补气压力,使该系统制热能效比最大;经济器的设置同时为冷凝器出口制冷剂提供较大的过冷度,保证了系统节流机构的安全运行。     

R134a和R407c对热泵空调系统性能的影响

为了比较R134a和R407c两种制冷剂对热泵空调系统性能的影响,对热泵空调系统分别充注以上两种制冷剂,在焓差实验室分别测试它们在蒸发温度(-25~15℃)、冷凝温度(30~70℃)下的排气温度、制冷量、制热量、输入功率和COP。通过试验结果分析得出:蒸发温度对制冷量和制热量的影响大,冷凝温度对压缩机输入功率影响大;空调冬季供热时,R407c的平均COP比R134a高27.6%;空调夏季制冷时,R134a的平均COP比R407c高4.3%。因此,空调系统在低温环境运行时应选择R407c,而空调系统在高温环境运行时则选择R134a。     

高温蒸汽热泵的多目标参数设计优化

为了进一步节能减排,并根据用户负荷需求,设计出合适的高温蒸汽热泵系统,提出了一种基于多目标优化的高温蒸汽热泵设计优化方法。首先根据选取的高温蒸汽热泵结构,说明系统各子系统的选型并研究高温蒸汽热泵的系统机理,建立系统的静态模型,提出了高温整齐热泵的■效率计算方法;然后确定了系统结构参数优化问题的优化参数,以■效率和总成本作为优化目标,基于多目标人工蜂群算法(multi-objective artificial bee colony algorithm, MOABC),建立高温蒸汽热泵的多目标优化模型;最后对不同工况下的系统■损失以及循环性能系数(coefficient of performance, COP)分别进行了MOABC的优化。结果表明,使用■效率作为能效指标可以提升高温蒸汽热泵系统的能源品质;而使用COP作为能效指标则降低了系统的能耗。     

Bi2O3电致变色薄膜的膜厚甄选

为了得到能够呈现出合理电致变色性能的Bi₂O₃薄膜,需要筛选其膜厚.通过磁控溅射法制备得到厚度为20～300 nm的Bi₂O₃薄膜,并利用UH4150紫外可见(ultravioletvisible,UV-Vis)分光光度计和CHI-660e电化学工作站测试薄膜的电致变色性能.采用扫描电子显微镜(scanning electron microscope,SEM)和X射线衍射仪(X-ray diffraction,XRD)分别检测了薄膜的表面形貌和物相结构.对变色对比度(?T_{λ=550 nm})、电致变色效率(η)以及性能保留度(R_?T、R_η)的表现进行综合甄别,发现膜厚介于60～120 nm之间的Bi₂O₃薄膜的?T和η分别达到25%和10 cm²/C,并且具有较高的电致变色性能保留度(R_?T=20%、R_η=44.6%).这可能与...     

LiBr-H 2O喷射-吸收复合热泵装置热力过程分析

吸收热泵是回收低温位热能的有效装置.在吸收热泵的发生器和冷凝器之间增添了一个喷射器.构成了一种新型的喷射-吸收式热泵系统.依据喷射器理论和吸收循环理论,对这种新型喷射-吸收式热泵的热力性能进行了模拟.计算了不同工况下系统的性能系数和喷射器的喷射系数.探讨了喷射系数、冷凝温度、蒸发温度和发生温度等对系统性能系数和(火用)效率的影响规律.模拟结果表明.该新型喷射-吸收式热泵比常规吸收式热泵的性能系数有明显的增大,而系统的复杂性基本没有增加.     

自然工质CO2在风冷热泵复合冷凝系统中换热特性的时间序列分析

为研究自然工质CO₂在风冷热泵复合冷凝系统中的热力学特性,引入有限时间热力学与分析方法,采用MATLAB/SIMULINK进行仿真,建立了自然工质CO₂在风冷热泵复合冷凝系统的时间序列模型,模拟和测试了自然工质CO₂在风冷热泵复合冷凝系统中的热力学特性,并与自然工质CO₂单制冷系统及原风冷热泵复合冷凝系统的性能做了对比。结果表明:制热水模式下,两个风冷热泵复合冷凝系统的效率都随用户要求的卫生热水水温温度升高而降低;达到用户需要水温53 ℃时,自然工质CO₂风冷热泵复合冷凝系统卫生热水机组运行约需18 min,而R22风冷热泵复合冷凝系统约为30 min。复合冷凝模式下自然工质CO₂风冷热泵系统的COP(coefficient of performance)为4.7左右,比R22风冷热泵系统略高。     

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。     

微型燃机冷热电三联供系统优化设计

冷热电联供系统的优化设计确定了整个系统的拓扑结构和运行参数,从而决定了整个系统的运行性能和经济性,开发冷热电联供系统的设计和优化工具具有很好的应用价值。本文以微型燃气轮机为原动机建立冷热电联供系统运行数学模型,并基于粒子群优化算法(PSOA),以系统经济性、环保性和节能性为优化目标,开发了冷热电联供系统设计和优化软件。利用该软件为实际酒店用户设计了冷热电联供系统,得出该系统的最优运行策略,并与常规供能模式进行了经济性、热力性能和环保性比较,结果表明:优化设计的联供系统综合比较效益达到14.12%,具有很好的可行性和优越性。     

吸收式热泵技术处于国际领先水平

由石油大学 (华东 )储运与建筑工程学院热能工程研究所李华玉副教授主持完成的胜利石油管理局重点科技攻关项目“吸收式热泵与热泵供热系统” ,分别于 2 0 0 3年 3月 7日和 4月 16日通过了国家经贸委和中国石油化工集团公司组织的专家评审和专家鉴定。评审和鉴定结论均认定该项目处于国际领先水平。通过第一、二类吸收式热泵的热力设计计算 ,能够提供与传统的供热系统相匹配的热力参数 ,其性能指数高 ;结合油田余热资源开发的第一、二类吸收式热泵供热系统和第一、二类联合供热系统 ,工艺先进 ,技术合理 ,具有单机热负荷大、投入成本低、一…     

光伏太阳能热泵/环形热管复合热水系统性能模拟

针对光伏太阳能热泵/环形热管(PVSA-HP/LHP)复合热水系统建立数学模型,对该系统在热泵(HP)模式独立运行、环形热管-热泵(LHP-HP)复合模式运行下的性能进行对比模拟。基于压缩机耗能最少的原则,分析太阳辐照强度和环境温度的变化对LHP-HP模式下合理切换时刻的影响,并以此为基准计算系统在复合模式下全年各月份的运行状况。研究结果表明:在春、秋季典型晴天工况下,将150 L水从15℃加热到50℃的运行过程中,LHP-HP模式的平均热效率和电效率分别比HP模式低37.00%和6.88%,但节约40.60%的电能;随着太阳辐照强度的增强以及环境温度升高,LHP-HP模式下切换时刻的冷凝水温升高,压缩机所消耗的电能减少。在3~11月份晴天工况下,应尽量优先采用LHP-HP复合模式运行以节约电能;在冬季或太阳辐照较低时,则采用HP模式独立运行。     

随机个数独立随机变量之和的中心极限定理及其在马尔可夫链上的应用

本文共分两节。第一节将討論随机个数相互独立的随机变量之和的中心极限定理。設ξ_1(ω),ξ_2(ω),…,ξ_n(ω),…为一列相互独立具有相同分布的随机变量。令:η_n(ω)=((ξ_1(ω)+ξ_2(ω)+…+ξ_n(ω))/B_n)-A_n这里B_n>0及A_n为适当选择的常数。古典的中心极限定理是考虑当n取遍所有自然数n→∞时,和数η_n(ω)的极限分布問題。現在我們考虑下面一个新問題:和数η_n(ω)的下标     

冷中子源逆布雷顿循环氦制冷机性能分析和优化

运用能量守恒和(火用)分析方法,对冷中子源氦制冷逆布雷顿循环过程进行热力分析和(火用)分析.找出了系统(火用)效率和各部件(火用)损失随着压缩机压比、膨胀机等熵效率、跑冷量、换热器冷热流体平均温差变化的规律,并提出减小循环跑冷量、换热器内冷热流体温差,以及提高压缩机压比、膨胀机等熵效率、物料分配均匀度以提高循环性能和系统(火用)效率的措施.基于换热器内部冷热流体温差分布对循环性能影响的分析,设计了膨胀机预冷循环方案,该方案的(火用)效率相对于基本循环提高了24 %.     

水箱进口结构对热泵热水器释能性能的影响

为提高空气源热泵热水器系统性能,针对蓄热水箱进口,设计弧形挡板型水箱进口结构,建立热泵系统与水箱系统耦合模型,并搭建空气源热泵热水器实验台.选取热水输出率、系统性能系数η两项评价指标,对采用弧形挡板型、上冲型和侧进型进口结构的热泵热水器的释能性能进行比较,研究结果表明:模拟与实验出口水温误差在±0.5℃以内,释能20 ...     

Al-Zn-Mg-Cu合金η时效析出相的电镜研究

应用电子显微镜研究了Al-Zn-Mg-Cu合金时效析出的η相的精细结构。计算了η相三种取向关系22种变体产生的复合衍射图,解释了[111]_(Al)的复杂衍射谱。通过高分辨象直接验证了η相与基体的某些取向关系。并观察到η相中存在的缺陷结构。     

基于复合蓄能的天然气与太阳能耦合CCHP系统优化

基于含复合蓄能装置(蓄热/蓄电)的天然气与太阳能耦合冷热电三联供系统,从节能、经济、环保层面对其建立了优化模型.选取原动机额定容量、原动机启停比、太阳能光热/光伏面积、电制冷机供冷比为优化变量,利用量子粒子群算法对优化模型进行求解,获取了耦合系统的优化容量及优化运行模式,并对其在两种运行策略下的结果进行了对比分析,以广州的一栋宾馆建筑为例进行了案例分析.研究结果表明:两种优化运行模式下的耦合系统性能均优于分产系统,且以"电"定热模式的性能(年一次能源节约率为37.9％,年总成本节约率为39.9％,年二氧化碳减排率为55.1％,综合性能为44.3％)优于以"热"定电模式(年一次能源节约率为30.7％,年总成本节约率为36.1％,年二氧化碳减排率为42.1％,综合性能为36.3％).