大温差混水热泵机组系统研究

采暖系统属于大温差设计,能够降低水泵电力消耗、管道铺设和控制阀门规格,其也是最近几年使用较多的设计方式。但是冷水大温差设计大部分都会降低冷水机组或者热泵机组的性能系数,冷水是否适应于大温差要结合实际情况实现分析。基于此,根据某大型卖场采暖系统的设计方案,对热泵机组使用大温差时候的温度设定值对热泵机组与末端设备的影响,提出了大温差混水热泵机组系统的设计,并且分析了常规热泵机组使用大温差设计过程中需要注意的问题。     

基于Simscape的质子交换膜燃料电池冷却系统建模与温度控制策略

为了提高质子交换膜燃料电池(PEMFC)冷却系统模型精度且能够方便有效地对其实现控制,提出基于Simulink/Simscape构建膨胀水箱、冷却液循环泵、散热器等关键冷却系统模块,对燃料电池冷却系统进行物理建模仿真;水冷型燃料电池电堆的温度与冷却液出入堆温差主要受散热器的空气流量与循环水的流量影响,针对空气流量与循环水流量存在强耦合关系,提出了冷却液流量跟随电流控制,线性自抗扰控制空气流量的联合控制策略,实现了散热风扇和循环水泵控制的解耦;为保证控制策略的有效性,减少整定参数的工作量,提出了精英遗传算法优化ADRC(自抗扰控制)参数的方法,优化后的控制策略应对输入有扰动时,系统的最大超调量仅有1.23%且能在30 s内再次达到稳定,因此能够对燃料电池电堆温度实现有效控制。仿真结果表明通过优化后的控制策略在无干扰或有白噪声干扰的阶跃负载电流影响下,都能够对电堆温度与冷却液温差实现有效控制,具有很强的鲁棒性与抗干扰能力。     

双水箱太阳能集中热水系统关键参数优化及建筑类型的适用性研究

为对供热水箱容积、供热水箱控制最低水位、补水泵流量、集热水箱放水温度等关键参数进行系统优化,建立典型的双水箱太阳能集中热水系统仿真模型,以太阳能保证率和集热效率为主优化指标。结果表明:部分工况下供热水箱容积的增大会引起太阳能保证率的增大,但集热器的集热效率会有所减小;对于供热水箱通过水位控制的双水箱太阳能集中热水系统,建筑类型对系统补水泵流量的影响较大;对于集热水箱到供热水箱的热水通过温差控制的热水系统,放水温度应大于用户用水温度;双水箱太阳能集中热水系统,更适于24 h连续供水的建筑类型。     

光伏直驱的太阳能跨季节储热系统试验研究北大核心CSCD

针对太阳能跨季节储热系统中存在控制复杂、电耗较高等问题,文章设计一种光伏直驱的太阳能跨季节储热系统,并搭建试验平台,探究不同工况下系统电、热性能。结果表明,光伏直驱的太阳能跨季节储热系统运行无需控制系统及市电消耗,光伏电池通过影响水泵输入功率来控制系统流量,系统在2.45 m^(2)光伏电池驱动下,于辐照度420 W/m^(2)时启动。辐照度小于750 W/m^(2)时,流量变化趋势与辐照度变化趋势相同;大于750 W/m^(2)时,流量趋近稳定。该系统晴天与多云天太阳能储热率分别为35.68%和29.12%,较温差控制式系统分别高6.56%和7.29%,光伏利用效率分别为78.60%和86.01%。集热/储热流量比的变化对系统性能影响较小,应关注水泵启停辐照度的合理优化设计及蓄电池等储能装置的加入。     

基于串级PID的相变储能电锅炉温度控制技术

针对相变储能电锅炉温度控制系统具有大惯性、大滞后的特性,提出了一种基于串级PID的温度控制方法。通过控制循环风机风量控制电锅炉的出水温度,串级控制系统副回路根据储能材料模块处进风温度与出风温度的温差变化调节循环风机风量进行粗调;主回路根据换热器一次侧出风温度与进风温度的温差变化调节循环风机风量进行细调,使电锅炉出水温度达到目标值。其中主调节器采用了PID控制,副调节器采用了P控制。利用MATLAB/Simulink软件进行仿真,结果表明本文提出的控制方法能够实现对电锅炉出水温度的稳定控制,并具有一定的抗干扰能力。     

冷冻水大温差对冷水机组的影响

本文是针对目前空调大温差研究成为热点,对空调冷冻大温差系统的经济性进行了分析。通过理论分析和厂家电脑选型。结果表明出水温度等于7℃冷水机组采用大温差时,5℃和10℃温差冷水机组的能耗基本相同,而蒸发器降明显减少,冷冻水系统采用10℃温差较5℃温差冷水量减少一半,水泵能耗下降,水系统一次投资减少,因此空调冷水大温差系统是一项可获得明显经济效益的新技术。     

锅炉采暖系统变流量节能技术研究

绝大多数锅炉采暖传热系统为定流量系统，在运行过程中，水流量不能跟随负荷变化，水泵始终按照设计负荷全速运行，形成较高的运行成本。根据负荷变化对水系统进行变流量节能控制，是一种有效的节能手段。通过对系统采用温差控制、计算机技术、变频调逮技术、自动控制技术等，对系统进行改造，可以达到很好的节能效果。     

热水供暖供热系统的节能设计

热水供暖供热系统大流量、小温差运行必将带来高能耗。用于控制循环水泵动力消耗的指标—耗电输热比，应与热源和热用户型式、供回水温差和水泵效率等有关。以热水供暖供热系统水力计算结果为基础，根据并联环路节点压力平衡的水力学规律，利用热平衡的基本方程，导出的用于克服水力失调引起的热力失调的热用户换热设备面积修正系数的计算公式，可以用于节能型系统的设计。     

海洋温差发电系统热力学及热经济性分析

以热力学基本原理为基础,建立了海洋温差发电系统仿真模型,对比分析了亚临界状态下R717、R134a和R600三种工质系统在约束蒸发器窄点温差条件下优化目标函数随蒸发温度的变化规律。结果表明:蒸发温度越高,不同系统换热器的热负荷以及冷、热海水泵功率越小,最佳蒸发压力和工质泵功率越大;不同系统的热效率和单位换热面积输出电量与蒸发温度的相关性较大,随蒸发温度的增加近似线性递增。蒸发器的换热面积与循环工质种类的相关性较小,但冷凝器的换热面积与循环工质种类的相关性较大。R717循环更接近于卡诺循环,R717的系统热效率最大,热负荷及泵功率最小,且其热经济性目标函数值在合适的范围内,是海洋温差发电系统较为理想的循环工质。研究结果可为海洋温差发电系统的设计、试验及设备选型提供理论参考。     

中央空调冷却水系统变频节能技术改造

根据一年中气温变化较大,制冷主机冷负荷变化较大,水系统大部分时间在大流量、小温差状态下运行的特点,将冷却水系统与变频器有机结合,形成环状系统,通过空调负荷的变化而改变电源频率,达到通过调节电机转速自动控制冷却水流量的目的。这样,既提高了水泵电机输出效率,又在满足制冷主机对冷却水流量要求的同时,降低了水泵电机轴功率,减少了电能消耗。     

设置生态机组对水库水温及下泄水温的影响

生态机组的设置会对水库水温结构产生影响,从而影响水库及下游河道的生态环境,为此建立了垂向二维水动力水温模型,并利用实测水温数据对模型参数进行了率定,进而利用该模型分析了未设置生态机组和设置生态机组两种情况对水库一年中水温分布及下泄水温的影响。结果表明,设置生态机组时,由于其引水位置较低,使水库水体上下掺混增强,促进了热量交换,导致水体上下温差减小,同时造成水库下泄水温与天然河道水温有一定的温差,温差比未设置生态机组时要小。     

Heat pump system utilizing produced water in oil fields

As the alternative to the heating furnace for crude oil heating, a heat pump system utilizing produced water, a main byproduct, in oil fields was proposed and the thermodynamic model of the system was established. A particular compression process with inner evaporative spray water cooling was applied in the screw compressor and an analysis method for the variable-mass compression process was introduced. The simulation results showed that the efficiency of the screw compressor, the temperature of produced water and the temperature difference in flash process are key parameters affecting the system performance. The energy cost of the heat pump system was compared to that of the heating furnace, revealing that the heat pump system with EER, 4.67, would save over 20% energy cost as compared with the heating furnace. Thus, the heat pump system was energy saving, money saving and environmentally benign.     

空调房间温湿度控制模拟分析

控制空调房间的设定温、湿度且使能耗最少是研究者关注的重要问题。文中以某一空调房间的变水量自动控制为例,分析了变水量空调系统的动态特性,研究了水流量变化、加湿量变化对房间温湿度的影响,分析模拟了PI控制参数的选取对控制过程影响进行。模拟结果显示合理的控制参数能实现较好的控制精度。     

Spontaneous downward heat transport comparison tests of an improved system

A previous spontaneous downward heat transport solar hot water system has been improved by the adoption of a double control float valve. This component, derived from an industrial product, enhances the performances of this system. Comparison tests have been made between two hot water solar systems, one conventional with a differential thermostat and circulation pump, and the other one fitted with a spontaneous downward heat transport system. The parameters varied during the tests were the setting of the differential thermostat, the amount of daily water draw-off, and the threshold temperature of the water extracted. In most working conditions the spontaneous system had a higher efficiency. Advantages of this system are the independence from electrical energy availability, greater reliability, and the insensitivity to cold climates.     

蓄热式自净化蒸汽发生装置的设计与实验研究

提出了一种新型的可控小型蒸汽产生系统。利用低谷电能加热蓄热室的蓄热体,需要时利用蓄热体的热能加热水来产生蒸汽。为了提高换热效率采用直接接触换热。同时采用简单的热力净化方式既防止水垢堵塞蒸汽管道又简化了装置。整个系统在运行过程中以直接接触换热器与沉淀池的液位差作为循环动力。实验研究并分析了影响系统循环的主要参数。得出压力、液位高度为主要影响参数,实现了通过调节液位高度来调节蒸汽出口过热度。     

基于风能利用的机械蒸汽压缩海水淡化系统模拟

通过对机械蒸汽压缩(mechanical vapor compression,MVC)-多效蒸馏(multi-effect evaporator,MEE)海水淡化系统建立模型,研究了压缩机输入功率与海水淡化系统运行参数之间的关系,分析了系统中压缩机与多效蒸发器之间相互耦合的匹配关系,探讨了辅助能源加热对系统运行状态及产水率的影响,并通过耦合风力发电机模型,研究了系统淡水产率随风电功率随机变化的响应曲线。结果表明:随压缩机输入功率的增加,多效蒸发器效间的传热温差增大,产水率也近似线性增加;辅助能源虽然有助于提高产水率,但其添加量不能超过一定的上限;对于一组平均为7.1m/s的随机风速,海水淡化系统的平均产水率为5.00t/h,平均产水能耗10.2kWh/t,而若采用20%辅助能源加热,可以使平均产水率提高0.21t/h。     

一种新型集热介质热工性能的试验与分析

通过实验测定了一种新型集热介质的凝固温度、膨胀系数、比热容及传热系数等性能参数,并与水进行了比较。结果表明,该介质无腐蚀性,在零下40℃不会凝固结冰,其比热容小于水,升温快,传热性能好,在对数温差较小时传热系数大于水,因此可用作太阳能集热器的循环介质,应用于太阳能建筑一体化采暖、热水供应系统,能够保证系统在冬季正常运行,不会冻结且节能高效。     

太阳能膜蒸馏集热系统实验研究

根据实测太阳辐射量、风向、风速等气象数据以及集热器进出口温度、水箱温度等参数的变化情况,分析了太阳能集热系统稳定高效运行的基本规律,该系统可以使用太阳能等低位热能作为驱动力,用于海水、苦咸水的淡化处理,采用的新型U型管式集热器系统作为膜蒸馏的低位热源,不仅环保、节能,而且高效。     

1000 MW ultra-supercritical turbine steam parameter optimization

The 2 × 1000 MW ultra-supercritical steam turbine of Shanghai Waigaoqiao Phase III project, which uses grid frequency regulation and overload control through an overload valve, is manufactured by Shanghai Turbine Company using Siemens technology. Through optimization, the steam pressure is regarded as the criterion between constant pressure and sliding pressure operation. At high circulating water temperature, the turbine overload valve is kept closed when the unit load is lower than 1000 MW while at other circulating water temperatures the turbine can run in sliding pressure operation when the unit load is higher than 1000 MW and the pressure is lower than 27 MPa This increases the unit operation efficiency. The 3D bending technology in the critical piping helps to reduce the project investment and minimize the reheat system pressure drop which improves the unit operation efficiency and safety. By choosing lower circulating water design temperature and by setting the individual Boiler Feedwater Turbine condenser to reduce the exhaust steam flow and the heat load to the main condenser, the unit average back pressure and the terminal temperature difference are minimized. Therefore, the unit heat efficiency is increased.     

基于1D/3D协同仿真流量与温差调控模式影响分析

针对地下水源能量利用系统建筑负荷的动态变化,基于1D/3D集成分析数值方法的基础上,分析了定流量变温差及定温差变流量两时变模式系统性能参数的变化。结果表明:定温差变流量调控模式由于抽水量小于定流量变温差模式,含水层发生热贯通时间较晚;发生热贯通后,由于抽水温差大于定流量变温差模式,冷水封面向抽水井移动速度较快,抽水温度下降幅度较大,热贯通程度显著。抽灌水流量对热贯通起主导作用,热贯通发生后抽灌水温差对地下水温度影响较大;定温差变流量模式机组的COP值迅速下降,运行过程中耗功较少,系统能效比较大。