蓄热过程强化技术的应用研究进展

蓄热技术可以有效克服供能端与用户端在时间和空间上的不匹配问题,是提高能源利用率的重要手段之一,但是当前的蓄热技术存在蓄、放热速率较低等问题。鉴于此,本文综述了过程强化技术在蓄热中的应用。首先介绍了各类蓄热技术,包括显热蓄热、潜热蓄热以及热化学蓄热,并且从蓄热密度、蓄放热速率以及技术可行性上对各类蓄热技术的优缺点进行了比较;其后,重点回顾了代表性过程强化技术在蓄热系统中的应用,包括结构优化、材料改性以及梯级蓄热;通过分析可以看出,过程强化技术可以对蓄热过程中的传热传质进行强化,极大地提高蓄热系统的蓄放热效率。最后,本文就蓄热技术发展趋势进行了展望,蓄热系统将朝着紧凑、高效的方向发展;在未来的发展中,蓄热技术与能源互联网的结合是应用研究的重点之一。     

CO2跨临界循环水源热泵的封闭式摆动转子膨胀机

二氧化碳作为具有环保潜质的自然工质,在最近10年越来越受到人们的关注.然而不足的是,二氧化碳的跨临界循环还存在效率低的问题.为了降低由于超临界节流造成的不可逆损失,采用膨胀机代替节流阀,并回收膨胀功,以提高系统的循环效率.开发了二氧化碳跨临界循环水源热泵摆动膨胀机,并进行结构对比和强度分析.对二氧化碳跨临界循环水源热泵系统进行试验测试,分析表明摆动转子膨胀机结构适合在高压下工作,在试验测试条件下,膨胀机的效率可以达到44%.     

浸没式交换机液冷技术仿真与实验

交换机作为通讯传输技术的核心设备,内部芯片产生的热流密度越来越高,提高其散热效率是数据中心稳定运行的前提。本文对应用于交换机散热的新型浸没式液冷技术进行仿真与实验研究,通过高功率交换机的液冷散热仿真,浸没式液冷的散热效率实验对应用效果进行了分析和评估。结果表明:基于元件模型散热仿真分析的模型修正方法提高了温度预测的准确性,浸没式液冷条件下交换机的元件温度比相同功率风冷条件下的温度约低20 ℃,浸没式液冷环境下单位体积的交换机极限功率约是风冷条件下极限功率的3.2倍。     

移动式余热利用系统的经济性研究

在移动式余热利用实验系统基础上,对移动式余热利用系统的实际应用规模进行了成本和收益估算。通过两项经济性指标(净现值和投资回收期)进行了系统经济性的分析研究,并结合蓄热器充热时间、热源距离、余热价格等因素进行了项目的敏感性分析。结果表明,对于案例中的移动式余热利用项目,当余热成本发生变化时折现率取7%、10%、12%和15%时,对应项目在系统运行年限内的净现值大于零。根据余热成本的不同,在4种折现率情况下最长的投资回收期分别为13 a、9 a、11 a和15 a。上述经济性指标表明案例中的移动式余热利用项目从经济性上考虑是可行的。蓄热器充热时间和热源距离对项目经济性的影响程度基本相同,均大于余热价格对项目经济性的影响。该经济性研究为移动式余热利用项目的决策提供了参考依据。     

基于全生命周期的地热发电系统环境影响评价

为明确不同类型地热发电系统“获取、转化”环节的钻井、建设、运行、退役等不同过程对地热发电系统的环境影响贡献,本文建立了基于热力学优化模型的闪蒸/双工质地热发电系统全生命周期环境影响评价模型。进而,选取西藏羊八井、广东丰顺、华北油田及青海共和四种典型地热热储,整理和收集了我国地热发电系统的环境影响全生命周期环境影响清单,分析了地热发电站六个不同过程对三个主要环境影响潜值评价指标：酸化潜值、富营养化潜值和全球变暖潜值的影响规律。发现钻井完井过程分别平均占到地热电站酸化潜值、全球变暖潜值和富营养化潜值的46.28%、45.90%和27.52%,地下系统和地上系统的环境影响贡献相当;地热梯度与地热电站的全生命周期环境影响潜值有着负相关关系,梯度越大,环境影响潜值越低。。     

废弃制冷剂降解方法研究现状及思考

部分人工合成制冷剂由于存在环保问题,目前正按照环保公约进行淘汰。淘汰后的废弃制冷剂需要进行降解销毁,我国是目前国际上主要的制冷剂生产和消费国,因此面临着巨大的废弃制冷剂销毁压力。总结归纳了废弃制冷剂目前主要的降解方法,包括焚烧热解法、等离子法、催化分解法等技术路线的研究进展,并对未来可能的发展方向进行思考与讨论。     

基于污水源热泵的大型集中洗浴废水余热利用研究

利用污水源热泵来回收洗浴废水的部分热量是一种较好的余热回收利用方式。首先通过对洗浴废水的水质分析,得出了带过滤器的直接式循环热泵利用方式的可行性;并且对热水锅炉加污水源热泵回收余热的供热方式进行了热力学分析,给出了该系统的能量利用的合理性;最后,根据北京某高校集中式洗浴废水余热回收改造项目,通过对综合系统中一些关键因素的热经济性分析,提出了该系统最优的负荷匹配关系以及系统应用规模。     

间接式移动蓄热器相变材料熔化凝固实验

针对回收工业余热用于分散式用户供热的应用背景,本文设计搭建了间接式移动蓄热器实验系统,选取了赤藻糖醇作为相变材料,对相变材料进行了示差扫描量热法和过冷度的测试分析,获得了相变材料较为准确的蓄热性能参数和过冷度情况。此外,本文还通过对实验数据的整理及分析总结了间接式蓄热器内相变材料在充放热过程中的温度变化情况,在此基础上分析了蓄热材料的熔化和凝固规律。实验结果表明:在相变材料的熔化过程中,蓄热器上部相变材料熔化较快,下部相变材料熔化较慢;在相变材料的凝固过程中,蓄热器下部相变材料凝固较快,上部相变材料凝固较慢。水平方向上材料熔化凝固情况基本一致。通过本文的实验研究,初步掌握了间接式移动蓄热器相变内材料的熔化凝固情况,并由此分析了间接式移动蓄热器优化的方向,为该技术的进一步完善奠定了基础。     

不同工况下间接式蓄热器性能的实验研究及分析

当前对于相变蓄热器性能的评价指标主要是蓄放热时间,比较单一,不能全面准确地评价蓄热器性能。本文设计了一种以赤藻糖醇作为相变材料的间接式蓄热器,并通过铜管外加双直肋的手段强化传热。在相变材料内部以及进出口设有热电偶,利用控制变量法,通过改变进口油温以及导热油流量来观测不同工况下蓄热器内部温度的变化以及进出口油温的变化,对不同工况下蓄热器的蓄热效率、放热稳定性进行了分析。为了对蓄热器的充放热性能作出更加全面的评价,对蓄热器进行了 分析。结果表明:在流量不变的情况下,随着温度的升高,蓄热效率基本相同,放热稳定性基本一致, 效率增加;在温度不变的情况下,随着流量的增加,蓄热效率降低,放热稳定性减弱, 效率降低。     

BSA-102防膨缩膨剂作用机理及性能研究

介绍了小分子阳离子聚合物BSA-102防膨缩膨剂的防膨缩膨机理,考察了该产品的防膨缩膨性能,简要说明了其现场应用效果。该产品防膨缩膨效果优异,具有很好的耐高温、抗酸碱、抗冲刷能力,在现场实际应用中具有明显的降压增注、恢复地层渗透率的效果。