干燥剂转轮除湿性能实验研究

以显热效率、潜热效率和除湿性能系数作为评价指标,通过实验比较了硅胶和氯化锂转轮的除湿性能,研究了运行参数(处理空气进口湿度、温度,再生温度,处理风量)对转轮除湿性能的影响。实验研究发现在相同工况下,氯化锂转轮的显热效率、潜热效率均高于硅胶转轮。运行参数中再生温度、处理空气进口湿度对转轮除湿性能影响比较大。氯化锂转轮的最佳再生温度为60℃,硅胶转轮的最佳再生温度为100℃。说明氯化锂转轮更适合采用太阳能、废热等低品位能源作为再生热源。     

无霜空气源热泵系统冬季除湿性能初步实验

通过对比现有的空气源热泵空调系统的优缺点,提出了一种新型无霜空气源热泵空调系统。该热泵系统最大的新颖之处在于热交换塔实现了"一塔三用",不仅冬季可以无霜高效运行与再生,夏季蒸发冷却后性能也有所提升。通过搭建该系统实验平台研究了溶液塔入口空气温湿度、空气流量、溶液入口温度、溶液流量、溶液质量分数对除湿性能及空气出口温度与溶液出口温度的影响,结果表明:出口空气与溶液温度随入口空气温湿度、流量、溶液温度、质量分数的升高,溶液流量的下降而升高;溶液塔的除湿效率主要受风量和溶液流量的影响,而入口空气温湿度、入口溶液温度、溶液质量分数影响很小,溶液塔的除湿量随着室外空气湿度的升高、入口溶液温度的降低、空气流量和溶液流量的升高而升高。     

内热型与绝热型溶液再生器再生过程性能

设计了一种内热源盘管作为填料支架、溶液和空气采用逆流换热的内热型再生器,并将其用于一种冷凝热分段利用的热湿独立处理空调系统中,可大幅度提高再生性能。搭建了逆流内热型再生器实验台,以氯化锂溶液为除湿剂,研究了溶液温度、流量,空气温度、流量对再生热效率和再生量的影响,结果表明内热型再生过程中应尽量避免通过提高空气进口温度来提高再生性能。并将内热型与绝热型再生过程进行了对比研究,结果表明内热型再生器再生量高于绝热型再生器。     

内热型与绝热型溶液再生器再生过程性能

设计了一种内热源盘管作为填料支架、溶液和空气采用逆流换热的内热型再生器,并将其用于一种冷凝热分段利用的热湿独立处理空调系统中,可大幅度提高再生性能。搭建了逆流内热型再生器实验台,以氯化锂溶液为除湿剂,研究了溶液温度、流量,空气温度、流量对再生热效率和再生量的影响,结果表明内热型再生过程中应尽量避免通过提高空气进口温度来提高再生性能。并将内热型与绝热型再生过程进行了对比研究,结果表明内热型再生器再生量高于绝热型再生器。     

无霜空气源热泵系统冬季除湿性能初步实验

通过对比现有的空气源热泵空调系统的优缺点，提出了一种新型无霜空气源热泵空调系统。该热泵系统最大的新颖之处在于热交换塔实现了“一塔三用”，不仅冬季可以无霜高效运行与再生，夏季蒸发冷却后性能也有所提升。通过搭建该系统实验平台研究了溶液塔入口空气温湿度、空气流量、溶液入口温度、溶液流量、溶液质量分数对除湿性能及空气出口温度与溶液出口温度的影响，结果表明：出口空气与溶液温度随入口空气温湿度、流量、溶液温度、质量分数的升高,溶液流量的下降而升高；溶液塔的除湿效率主要受风量和溶液流量的影响，而入口空气温湿度、入口溶液温度、溶液质量分数影响很小，溶液塔的除湿量随着室外空气湿度的升高、入口溶液温度的降低、空气流量和溶液流量的升高而升高。     

无霜空气源热泵系统冬季运行性能实验

为了解决传统空气源热泵系统冬季运行室外换热器结霜温度,提出了一种溶液除湿型无霜空气源热泵空调系统。该热泵系统在冬季可以无霜高效运行的同时夏季性能也有所提高。通过搭建该系统实验平台,研究了室外空气干球温度、湿度、供热水温度、供热水流量、溶液流量、溶液质量分数、室外空气流量等对冬季工况系统供热性能的影响,还研究了溶液流量、溶液温度、室外空气流量等对冬季工况系统再生性能的影响,得出了室外空气湿度、溶液质量分数对系统的供热性能影响较小,随着室外空气干球温度、供热水流量、溶液流量、室外空气流量等参数的升高和供热水温度的减小,系统供热性能逐渐增大最高可达3.11,而随着溶液流量、空气流量等参数的升高和溶液温度的减小,系统再生性能逐渐增大最高可达4.03,系统供热综合COP在实验工况相较逆循环除霜系统有所提升,实验验证了该系统适用于低温高湿地区。     

无霜空气源热泵系统冬季运行性能实验

为了解决传统空气源热泵系统冬季运行室外换热器结霜温度,提出了一种溶液除湿型无霜空气源热泵空调系统。该热泵系统在冬季可以无霜高效运行的同时夏季性能也有所提高。通过搭建该系统实验平台,研究了室外空气干球温度、湿度、供热水温度、供热水流量、溶液流量、溶液质量分数、室外空气流量等对冬季工况系统供热性能的影响,还研究了溶液流量、溶液温度、室外空气流量等对冬季工况系统再生性能的影响,得出了室外空气湿度、溶液质量分数对系统的供热性能影响较小,随着室外空气干球温度、供热水流量、溶液流量、室外空气流量等参数的升高和供热水温度的减小,系统供热性能逐渐增大最高可达3.11,而随着溶液流量、空气流量等参数的升高和溶液温度的减小,系统再生性能逐渐增大最高可达4.03,系统供热综合COP在实验工况相较逆循环除霜系统有所提升,实验验证了该系统适用于低温高湿地区。     

逆流填料式溶液除湿器的数值模拟和实验研究

对溶液除湿的除湿器中传热传质进行了热力学分析,根据除湿塔的结构及溶液与空气的流动方式,建立除湿器的热质交换物理和数学模型,模拟计算除湿器入口空气和溶液参数对除湿器出口空气参数的影响,模拟计算中设置入口空气流量0～5kg/s,入口空气温度20～40℃,入口空气含湿量为10～30g/kg,入口溶液温度25～40℃,入口溶液浓度25%～40%,入口溶液流量1～4kg/s,得到各入口参数对出口空气含湿量和温度的影响曲线。结果表明:入口空气含湿量、入口溶液浓度和温度对出口空气含湿量影响显著;入口空气含湿量和流量对出口空气温度影响显著。对模拟结果与实验结果进行了比较,发现两者的变化趋势是相同的,最大误差为13.08%。     

基于NTU的太阳能溶液集热/再生器性能分析

太阳能溶液集热/再生器是集太阳能光热转化和溶液再生于一体的装置,它能有效实现太阳能溶液除湿蒸发冷却系统的溶液再生。通过自定义总温差（ΔT₀）和量纲1散热系数两个变量,得到以传热单元数为自变量的量纲1耦合传热、传质模型,并通过与相关实验对比对模型进行了验证。通过对空气和溶液入口参数变化对溶液集热再生性能影响分析,发现空气入口温度提高12℃、湿度降低12 g•kg^-1,溶液出口浓度升幅分别提高30%和70%以上;溶液入口温度提高30℃,溶液出口浓度升幅提高160%以上。对4组量纲群分析,得到传热单元数NTU、流量比ASMR、总温差ΔT0和Lewis数Le的增加都能促进溶液再生。逆流再生比顺流再生的出口浓度增幅能提高10%左右。     

溶液除湿冷却系统的火用分析

基于热力学第二定律建立了针对溶液除湿系统的火用分析模型,重点分析了空气和溶液进口参数对溶液除湿器性能（除湿器火用效率）的影响,并且对采用LiCl的溶液除湿冷却系统进行了部件分析。结果表明：（1）除湿器的火用效率影响因素中,空气速度和空气湿度影响最大,其次是溶液的温度和浓度,而空气进口温度和溶液流速的影响基本可以忽略;（2）在整个系统中,溶液-热水换热器的火用损失最大,占24.5%,其次是溶液-溶液热回收器和冷水-溶液换热器,分别占24.4%和22.8%,可见减小换热器的火用损是提高系统火用效率的关键。此研究对于明确改进溶液除湿空调的方向有重要意义。     

室温磁制冷机性能评测及能效分析

为建立磁制冷机能效统一评价指标,弥补采用温跨和制冷量作为磁制冷系统性能评价标准的不足,在现有评价方法的基础上提出了新的室温磁制冷样机能效指标-(火用)效率。为了验证新评价指标的可行性,分别对2011年维多利亚大学公布的样机数据和2012年丹麦理工大学公布的样机数据进行分析计算,将以温跨-热源温度和温跨-制冷量形式给出的测试数据统一转换为温跨-冷量(火用)的形式,以实现对不同样机的能效进行客观评价;同时搭建测试平台对四川大学旋转式室温磁制冷样机在25、27及30℃工况下进行冷量(火用)、(火用)效率指标测试。实验结果表明,该室温磁制冷样机在25℃工况下,磁制冷机转速6 r·min^-1时,制冷量为240 W,最大冷量(火用)为3.26 W。在剔除电机损失、机械损失、磁滞损失及涡流损失等因素的影响后,最大(火用)效率为0.039。     

动态透平效率对有机朗肯循环系统性能的影响

向心透平效率随运行参数的变化及工质种类的不同有较大差别，引入向心透平一维分析模型来计算透平效率，分析蒸发温度与冷凝温度对透平效率的影响，比较固定透平效率与动态透平效率有机朗肯循环（ORC）系统的热力性能与经济性能。采用非支配解排序遗传算法（NSGA-Ⅱ）优化ORC系统筛选出最优工质，确定最佳蒸发温度与冷凝温度。同时比较了不同热源温度下固定透平效率和动态透平效率ORC系统的最佳运行参数，分析了透平效率随热源温度的变化。结果表明：透平效率随蒸发温度的降低或者冷凝温度的升高而增大，采用动态透平效率后，系统净输出功随蒸发温度升高而增加趋势减缓，工质排序也发生了变化；对于固定透平效率与动态透平效率ORC系统，经多目标筛选后所确定的最优工质及最佳蒸发温度和冷凝温度均有一定差异，表明若采用固定透平效率会对工质筛选及参数优化造成一定误差；随着热源温度的升高，固定透平效率与动态透平效率ORC系统之间最佳蒸发温度与净输出功差异逐渐增大，说明热源温度越高，采用固定透平效率引起的误差越大。     

太阳能空气源复合热泵系统的理论与实验分析

构建了一种多功能直膨式太阳能与空气源复合的热泵空调热水系统,并对其性能进行了理论分析与实验对比,系统利用太阳能提高了集热板的蒸发温度,因此相对于普通的空气源热泵,系统的性能得到了提升。在冬季及春季,对系统样机的性能进行了测试。在春季,太阳辐射强度为856 W·m^-2时,系统制生活热水平均COP为5.78;在冬季晴天测试系统供暖性能,COP变化趋势与太阳辐射强度相同,集热效率则与之相反,COP与集热效率均值分别为5.8和0.64。通过对比分析,探究了系统主要参数的相互关系。     

非共沸混合工质ORC低温烟气余热利用分析与优化

以低温烟气余热的优化利用为目标,采用R245fa、R601a以及两者作为组分的9种不同质量配比的二元非共沸混合物共11种物质作为亚临界ORC工质,利用热力学以及热经济学分析循环性能,合理设计ORC系统并优化相关参数。研究表明,采用最大效率下的参数作为系统设计工况整个ORC系统热力性能较优。系统设计工况下,循环工质采用R245fa/R601a(0.6/0.4)相比其他纯工质与混合工质的热力学综合性能更优。热经济性分析中R245fa/R601a(0.9/0.1)热经济性最优,但R245fa/R601a(0.6/0.4)热经济性与R245fa/R601a(0.9/0.1)相差无几。考虑到R245fa/R601a(0.6/0.4)优良的热力学性能,故R245fa/R601a(0.6/0.4)依然是系统设计时综合考虑采用的循环工质。在混合工质中提高R245fa的质量比能降低APR与LEC,提高系统经济性。     

基于束能推进的微波加热效率仿真

微波束能推进是一种新的微波能传输利用方式，使用高强度吸波材料将电磁能转化为热能。针对其热交换器系统构建了简化能量接收模型，对毫米波加热能量转换效率及最高温度进行了初步研究，并设计了三种结构进行模拟仿真，最高效率超过30%，稳定效率在23%左右。使用遗传算法对影响性能的参数进行了优化，结果表明热交换器性能受吸波材料有效损耗因子影响，应保持在一个适中的水平。     

机械蒸汽再压缩硫酸铵废水处理系统的分析

为全面反应机械蒸汽再压缩硫酸铵废水处理系统的用能情况,提高系统的效率,采用以热力学第二定律为基础的分析方法,对系统进行了分析。将硫酸铵废水视为实际溶液,建立了实际物流的分析模型,运用工厂实测数据对系统进行了分析计算,研究了参量:压缩比、蒸发温度和一效排出浓度对系统效率的影响并根据测算结果提出了改进建议。分析结果表明,该系统总的效率约为12.04%;各设备分析表明,换热器及压缩机是主要的损失部位,二者的损失约占总数的79.5%;参量分析表明,系统的效率随着压缩比的增大而减小,随着蒸发温度的升高而增大,在其他条件允许的情况下,应尽量采用压缩比小的压缩机和维持高的蒸发温度;在文中条件下,当一效排出质量分数为32%时系统的效率最大,应尽可能地维持在该质量分数下排料;消除进入加热器蒸汽的过热可以提高系统的效率。     

太阳能光电-热一体化系统的热力性能实验研究

将热管应用于太阳能光电-热一体化(PV-T)系统,在进行光电转换的同时,降低了太阳能电池的工作温度而使其光电效率提高,还回收了部分热能,可以大大提高系统的能量利用效率。研制了热管式太阳能光电-热一体化实验装置,建立了系统的热力性能计算的数学模型,对该实验装置系统进行了光电效率、热效率的测试,并对系统热力性能包括能量效率、(火用)效率进行了计算和分析。实验结果显示:系统的光电效率为4.7%左右,系统的综合效率为49%左右,(火用)效率最大为8%左右,比单独利用太阳能光伏发电系统的效率有显著提高。综合比较了几种太阳能光电一体化系统,该热管式PV-T系统有较好的节能效果,并对系统提出了优化和节能建议。     

基液氨浓度对卡琳娜循环不同目标参数的影响

为了探究基液氨浓度a对卡琳娜循环综合性能的影响,提出了分别以系统热效率ef、换热器经济参数AP、汽轮机尺寸参数TP、系统经济性能参数ECO和系统综合性能参数Obj作为目标函数时,基液氨浓度对其的影响.在分析经济性能和综合性能的变化情况时,采用了最优化理论中的线性加权和法对其进行了讨论.结果表明:浓度变化对不同性能参数的影响不同,随着浓度的增大,热效率ef先增大后减小,汽轮机参数TP越来越大,而参数AP、ECO、 Obj却随浓度的增大先降后升,存在最佳浓度使得各性能达到最优.同时通过对比得出不同目标函数下所对应的最佳浓度不同.汽轮机入口压力P₁一定时,各目标函数所对应的最佳浓度之间的关系为a_TP< a_ECO< a_Obj< a_ef< a_AP,且压力越大,最佳浓度越大.当P₁为1.5MPa、2MPa、2.5MPa时,系统综合性能最优,所对应的基液氨浓度分别为0.44、0.52、0.62.     

直流脉冲电磁技术的抑垢效应

将直流脉冲与扫频技术相结合，利用新型的扫频直流脉冲电磁水处理器进行循环水抑垢效应的研究。采用挂片法对不同磁处理参数条件下脉冲磁场的抑垢率进行测定。实验表明：扫频脉冲磁场对碳酸钙型水垢具有良好的抑垢作用，最佳抑垢率达90％以上。除磁场强度、处理时间外，磁场方向、磁程、过水管材及流速也是影响抑垢效果的关键因素。采用垂直异向的磁场方向、导体性质的过水管材及适中的水流速度会充分加强磁场的抑垢效应。磁处理的抑垢率随磁场强度、处理时间及磁程的增大而提高。此外，电镜分析说明磁场直接影响了水垢晶体的结晶过程，改变了晶体的结构形态。