有机朗肯循环系统换热设备仿真研究

有机朗肯循环(Organic Rankine Cycle,ORC)在中低温热能发电方向具有广阔的应用前景。换热器是ORC的重要部件,然而当前对于换热器偏离设计工况运行性能的研究尚不够深入。本文提出了偏离设计工况运行条件下换热器分区仿真建模方法,建立了换热器仿真模型并通过实验验证。经验证,蒸发器和冷凝器仿真与实验的换热量最大误差分别为3.74%和3.20%。在模型验证基础上,对ORC中换热器偏离设计工况运行特性进行了分析,获得了换热器偏离设计工况运行特性和换热面积迁移规律,定义并获得了换热器当量换热系数,为ORC中换热器设计及系统运行提供了指导。     

箱式横管式换热器的设计及运行实践

介绍了在循环氨水余热回收过程中，一种非定型的换热器箱式横管式换热器的设计思路及过程，并对该换热器的经济性和运行情况进行了说明。文中传热系数Ｋ值的计算，换热管内液速ｗ′的校核以及传热面积的校核较为合理。该换热器结构简单，换热效果好，运行经济可靠。     

重庆某剧院空调系统板式换热器检测及诊断分析

针对某剧院中央空调系统效果不佳的问题进行检测诊断,现场测试了板式换热器实际运行工况。通过对实测换热量的修正,得到设计温差换热量QST和设计温差流量换热量QSTF,将其与额定换热量QS对比,以此作为判断板式换热器换热性能的依据。最后,就板式换热器的实际运行情况给出了相应的建议以及诊断其性能的步骤。     

不同方式地下埋管换热器的实验研究

埋地换热器换热性能是地源热泵设计基础,针对不同埋管方式埋地换热器建立了砂石回填单 U 型、双 U 型井埋管和混凝土回填单 U 型井埋管的单井实验系统,开展埋地换热器单井的换热性能实验研究。研究了不同的土壤物性、回填材料、埋管数量和运行工况下单井换热器换热性能。     

张家口市某清洁供暖系统故障诊断

张家口市某项目采用电锅炉固体蓄热.一次管网为原有管道上进行改造,改造完成后开始供热.系统运行过程中存在较大问题,用户采暖效果不佳.应热力公司要求对该供热系统进行诊断分析,通过现场勘查,分别对锅炉热源、主循环泵、管道及板式换热器进行校核计算,计算结果为锅炉热源满足要求,主循环泵流量偏小,管道尺寸偏小或偏大,板式换热器换热面积不足.针对出现的问题提出了整改措施.     

土壤源热泵单U型埋管换热器短期运行换热分析

单U型管是当前土壤源热泵系统广泛使用的地下换热器形式,而地下换热器是地源热泵系统的重要组成部分。考虑U型管的实际形状,借助数学方法和数值分析软件,建立了地下垂直埋管换热器传热模型,并通过编程求解数学模型,得到了系统短期运行不同工况下埋管周围土壤的温度场分布情况。通过分析得出土壤导热系数、土壤比热、钻孔回填材料导热系数以及U型管间距的大小对埋管的换热性能具有直接影响。得出的结果可为合理设计地下埋管换热器提供参考。     

地埋管换热器非稳态换热性能的实验研究

通过对一个土壤源热泵系统非稳态连续制冷工况运行情况的测试,总结了土壤温度、埋地管换热器进出口水温及换热性能随时间的变化规律,比较了3种换热器在非稳态连续换热过程换热性能的差异.对比实验结果发现,双U形管换热器单位井深换热能力最强,是单U形管的1.05倍,是套管的1.73倍.比较了这3种换热器管内的流动阻力.     

淋激式污水换热器换热管布置方向的选择

淋激式污水源换热器以其较高的换热系数,方便运行维护及消耗较少能量等优点,近些年来,广泛应用于污水源热泵空调系统中。文中针对淋激式换热器换热管的布置方向选择进行了研究,通过运用数学工具和CFD模拟等手段,对2种不同布置方式的换热管的换热系数、液膜覆盖率、有效面积率等进行了研究。得出了在污水源热泵工程项目中,当机房面积比较狭小但高度空间充足的情况下,采用纵向布置换热管的淋激式换热器可以取得较好的效果。     

非对称翅片管换热器的实验及流场分析

提出设计一种新型非对称翅片管式换热器,通过对非对称式翅片管不同工况进行实验,研究其传热过程和传热效果.通过对传热系数的计算,比较其与环状翅片管管束和光管管束的传热性能.并且利用ANSYS对三种换热器进行数值模拟,分析其流场.结果表明:非对称翅片管对流体的扰动要强于环状翅片管和光管,在相同参数条件下,非对称翅片管换热器的换热效果优于环状翅片管和光管式换热器.     

冬季工况地埋管换热器换热特性的影响因素

地埋管地源热泵技术可为冬季桥梁融雪工程提供绿色、环保的解决方案,但冬季工况地埋管换热效率的影响因素尚不明确.针对单U型地埋管换热器,采用数值计算方法,研究入口温度、回填材料配比、孔深和间距对冬季取热能力及周围土壤温度分布的影响.结合某桥梁实际供暖工况,建立3种不同埋深的单个换热器模型及3种不同间距的换热器群模型,并进行多工况条件下的影响因素对比分析.结果表明,系统运行48 h时,入口温度为2℃条件下的换热功率将较8℃时提高约82%;降低回填料中膨润土的质量分数有利于换热;随着换热器深度增加,每延米取热能力下降;扩大换热器间距可减弱彼此间的热干扰效应;运行8 h时,间距4 m条件下较间距3 m时换热功率提高5.4%,间距5 m条件下较间距4 m时提高1.9%.     

超市制冷系统冷凝热回收应用研究

针对超市制冷机组在制冷工况下运行时要向大气环境排放大量的冷凝热,本文对冷凝热回收制冷技术进行了研究,提出了一种应用在超市制冷系统中的热气回收系统。该系统主要包括制冷系统设备、热回收装置以及辅助设备等。热回收装置的关键设备是换热器,用来回收压缩机组排气热量,包括显热和潜热部分。对该系统节能和制冷性能的影响进行了实验分析,通过对热回收制冷系统在加热工况、供热工况及对制冷系统性能影响的研究表明,该系统可以节约更多的能源,使冷凝热得到更合理的应用且降低能耗,同时,使用该系统也可以提高机组的运行效率,改善制冷压缩机组的运行工况。     

自动除污型污水-水换热器的数值模拟

针对污水源热泵污水侧除污问题,提出并设计了一种具有自动除污功能的壳管式换热器。基于分布参数法对其建立了稳态数学模型。采用矩阵控制的方法求解模型,并对其除污前后不同的污水、循环水流量,不同的换热面积下两侧流体的温度分布进行了研究。结果表明,当换热器面积设计偏大时会出现局部热量反交换现象,并指出了多发区。将除污功能应用于壳管式换热器,相应地减小换热器的体积,可使壳管式污水-水换热器在最佳工况下运行。     

双U型地埋管换热器模型的建立及实验验证

地埋管换热器与土壤的换热状况,直接影响到土壤源热泵系统的运行性能.因而建立恰当的地埋管换热器模型,对埋管与土壤的传热研究至关重要.根据钻孔内外传热的不同特点,建立了钻孔内准三维稳态导热数学模型和钻孔外二维非稳态导热数学模型;并以钻孔壁为纽带,将内、外模型组建成完整的地埋管换热器模型.进而利用Ansys有限元法建立其物理模型并进行求解.通过热响应实验,充分验证了该模型的可靠性.这为建立土壤源热泵系统模型,模拟系统长期变负荷工况运行下土壤热堆积情况奠定了坚实基础.     

土壤源热泵夏季运行特性的实验研究

开展夏季制冷工况土壤源热泵运行特性的实验研究，采用改变埋管换热器流量及运行时间的方法，对地下埋管换热器的特性及其周围温度场变化规律、该系统循环性能的实验结果进行了总结和分析。获取了不同运行条件下该系统排热量和吸热量的实验结果，总结出了本地区土壤源热泵系统的一般运行规律。     

配置储热罐的供热机组运行定值计算

供热机组以热定电的运行方式导致调峰能力不足是冬季中国三北地区大量弃风的重要原因之一。储热罐作为一种蓄能手段能够从一定程度上实现供热机组热电解耦。基于机组回热系统热力学分析,定义抽汽-负荷增益系数,分析供热抽汽流量与机组发电负荷间的定量关系,进而获得变供热工况下的锅炉负荷定值。基于供热机组运行特性及热网加热器换热特性分析,对储热罐工作过程中的运行流量进行定值,对供热机组调峰能力区间进行定值约束。结果表明,所提增益系数能够精确计算变供热工况下机组运行参数,所提定值方法能准确直观地表现储热罐对供热机组调峰运行的影响能力和储热罐运行过程中的定值问题,定值结果为机组和储热罐的安全灵活运行提供指导。     

基于全寿命周期成本的地埋管地源热泵系统间歇运行能效分析

间歇运行状态影响竖埋管地源热泵系统的换热性能,进而影响系统的全寿命周期成本(LCC)。利用DeST软件对某办公建筑进行了逐时负荷模拟分析,建立了地下换热器三维管群换热模型以及热泵系统各部分的能耗模型,通过对热泵系统在连续运行15年和间歇运行15年工况下的计算结果进行对比分析,间歇运行的LCC值相对于连续运行的LCC值降低了13.45%,间歇运行模式在热泵系统全寿命周期内的平均节能率为17.20%。间歇运行模式可以有效的提高系统能效和降低LCC值。     

污垢对两种污水源热泵系统供热性能影响研究

污垢对换热器性能不利的影响一直是阻碍污水源热泵发展的重要因素之一,因此污水换热器污垢积聚对热泵机组性能的影响研究就显得尤为重要。文章分析了污水源热泵直接、间接式系统特点,利用软件数值模拟了两种系统形式,研究了污垢对两种系统形式的影响。结果表明:在冬季供热工况下,换热面上污垢厚度从0～1 mm的积聚过程,直接、间接式两系统中污水换热器的传热系数分别下降了58.7%、77.0%,其换热量分别下降了21%、17%;其蒸发、冷凝温度下降程度相差较小;两系统制冷剂的质量流量分别下降了22.9%、17.5%;制热性能系数直接和间接式机组分别下降了13.3%、7.0%,间接式系统的制热性能更稳定。     

星级宾馆用于回收优质杂排水热量的换热器研究

针对原水的水质特点,提出了一种防腐型翅片管换热器,通过实验对其换热性能进行了试验测定,并与铜盘管式换热器作了对比.试验了原水池的曝气工艺对换热器性能的影响,结果表曝气有助于增强换热器的换热效果.针对原水池水位变化使换热量降低的问题,又对防腐翅片管换热器的改进提出了几点建议,使其在原水池中能更加稳定运行.     

空气源热泵冷热水机组空气侧换热器结霜模型

采用分布参数法建立了空气源热泵冷热水机组空气侧换热器结霜的稳态模型，并将换热模型和结霜特性相结合，对该模型进行了求解，对机组在不同工况下运行时的结霜情况进行了分析，得到了影响结霜的主要因素．指出随着空气相对湿度的增加，结霜量明显增加；且在空气流动方向的不同管排间结霜量不同，为改善机组结构，提高机组性能提供了依据．     

SGCHPS土壤热平衡及系统热量利用

为解决严寒地区建筑物热负荷远大于冷负荷而导致的太阳能-土壤源热泵系统(SGCHPS)供热性能逐年下降、以至于无法使用的问题,提出依靠太阳能季节性土壤蓄热来维持土壤热平衡、提高系统效率的方法.以严寒地区太阳能-土壤源热泵供热供冷示范工程为平台,进行了为期3 a的蓄热、供热、供冷长期实验.实验结果表明:在保证供热供冷效果的基础上,土壤温度呈现日周期和年周期变化,土壤保持了以年为周期的热平衡;太阳能在冬季供热量中占85%;在供冷季同时进行蓄热和供冷的2组土壤换热器(GHE)可根据换热功率分配其比例.土壤蓄热解决了严寒地区建筑物冷热负荷不平衡的问题,使系统能长期高效运行,并实现了全年太阳能的利用,节约了大量的常规能源.