新型热泵储电系统的设计方案及其性能分析

文章针对传统热泵储电系统储能密度低、工作温度高等问题,基于新型相变胶囊的换热特性,提出了一种新型热泵储电系统,并对该系统的热力学性能与做功过程进行分析。分析结果表明:新型热泵储电系统的储能密度为271.8 kW·h/m3,比传统热泵储电系统的储能密度增加了221.8 kW·h/m3;新型热泵储电系统在单次、循环充放电过程中的储热效率分别为55.1%,26.9%、在循环充放电过程中的往返效率为69.1%;与以非相变材料作为储能介质的热泵储电系统相比,新型热泵储电系统的充电时间延长了55%。文章所提出的新型热泵储电系统在储能领域具有一定的实用性。     

闭式布雷顿循环热泵储电系统的(火用)分析

该文针对一种基于闭式布雷顿循环的热泵储电系统,分析主要设备的(火用)损失与(火用)效率。对于压缩机和透平,发电系统中的压缩机由于工作温度区间跨越了环境温度,具有最高的(火用)损失;对于换热器,工作在环境温度附近的低温换热器(火用)效率最低（不考虑水冷换热器）,而(火用)损失最大的为水冷换热器。计算得到本系统的(火用)效率为59.27%。提高压缩机和透平的效率可提升系统(火用)效率,且发电系统中的设备效率对系统(火用)效率的影响更显著;此外,降低冷却水的温度或有效利用冷却水的热量均可以提高系统的(火用)效率。     

集成外热源的超临界二氧化碳热泵储电系统性能研究

对基于超临界二氧化碳工质的热泵储电系统展开研究,建立了热力学与技术经济性分析模型,并对系统热力参数进行优化,分析了压缩机等熵效率、透平等熵效率、换热器压损以及最小换热温差等关键设备参数对系统性能的影响。此外,提出了以燃气轮机排气为外热源的集成系统构型,对独立热泵储电系统及集成外热源的系统性能进行分析。结果表明：独立储能系统的最高往返效率可达62.91%;集成外热源后,单位能量的投资成本降低,系统能量效率随放电时间和放电功率的增加而降低。     

换热器压降对ORC发电系统的影响

在考虑换热器压降及散热损失的情况下建立中低温地热驱动的有机朗肯循环(ORC)发电系统模型并通过500 kW示范工程进行验证。模型选取5种有机工质,研究换热器压降在不同热源温度、蒸发温度和冷凝温度下对系统性能的影响。研究结果表明随着热源温度以及蒸发温度的升高,压降对系统净发电量以及净发电效率的影响逐渐降低,但随着冷凝温度的升高,压降对系统净发电量的影响逐渐升高。其中,采用R227ea的系统受换热器压降影响最小,采用R123的系统受影响最大。     

压缩式热泵系统Yong效率定义方法初探

对压缩式热泵系统Yong效率的定义式进行了分析，指出了该定义式在实际应用过程中存在的一些不足。即当低温热源为环境时，此定义式合理，否则即使热泵系统内部可逆，系统大用效率仍不为1，文中对产生这一问题的原因进行了分析。以热泵系统的Yong平衡方程为依据，参照Yong效率定义方法及Yong效率的基本特征，对压缩式热泵的系统Yong效率进行了重新定义。通过对两个不违背Yong效率定义特征的表达式的对比分析，确定了热泵系统合理的Yong效率表达式。最后说明，在压缩式制冷系统中当高温热源不为环境时，Yong效率定义也存在同样缺陷，改进方法与本文类似。     

玻璃盖板对光伏-太阳能热泵冬季综合性能的影响

简要介绍了光伏-太阳能热泵(PV-SAHP)的原理及构成,利用已建立的PV-SAHP系统试验平台,在冬季有、无玻璃盖板两种工况下,对PV-SAHP系统的光电转换、光热转换、热泵循环等性能进行了对比测试,并分别进行了能量效率分析和效率分析。结果表明,在冬季有玻璃盖板工况下,虽然光电效率有一定降低,但热泵循环的性能系数、光电/光热综合效率、光热效率均有明显提高。     

热泵定义及效率计算方法探讨

热力学中对热泵的定义与工程实际中的热泵意义不一致,由此导致热泵用效率计算方法的出入,以至产生热泵效率大于1的原则性错误。本文以热泵、分析基本理论为依据,就热泵定义及热泵效率计算方法问题进行了广泛深入的探讨,提出了新的热泵定义,给出了符合分析理论原则的热泵效率计算方法。     

热泵定义及效率计算方法探讨

热力学中对热泵的定义与工程实际中的热泵意义不一致,由此导致热泵用效率计算方法的出入,以至产生热泵效率大于 1的原则性错误。本文以热泵、分析基本理论为依据,就热泵定义及热泵效率计算方法问题进行了广泛深入的探讨,提出了新的热泵定义,给出了符合分析理论原则的热泵效率计算方法。     

热泵干燥系统的结构与节能

热泵干燥系统的循环结构对机组运行能耗有明显的影响,本文讨论了目前热泵干燥系统的各种循环结构,并从节能的角节着重分析了封闭循环,开式循环和半开式循环。     

热泵系统的分析

用分析法对热泵供热循环进行了分析,评价了热泵系统的能质利用和损失状况,指出在环境温度、压缩机效率和两器(蒸发器和冷凝器)换热温差一定时,热泵循环存在一个可使循环效率达到最大的冷凝温度,可在实际中加以利用。     

压缩式热泵系统火用效率定义方法初探

对压缩式热泵系统(火用)效率的定义式进行了分析,指出了该定义式在实际应用过程中存在的一些不足.即当低温热源为环境时,此定义式合理,否则即使热泵系统内部可逆,系统火用效率仍不为1,文中对产生这一问题的原因进行了分析.以热泵系统的火用平衡方程为依据,参照火用效率定义方法及火用效率的基本特征,对压缩式热泵的系统(火用)效率进行了重新定义.通过对两个不违背火用效率定义特征的表达式的对比分析,确定了热泵系统合理的(火用)效率表达式.最后说明,在压缩式制冷系统中当高温热源不为环境时,(火用)效率定义也存在同样缺陷,改进方法与本文类似.     

对吸附式制冷／热泵循环理论的分析

以Ｄ－Ｒ方程为依据，在热力分析的基础上对吸附－解吸过程作了比较准确的描述，给出的模型中，重新考虑了Ｄ－Ｒ方程中各参数的物理意义，并充分考虑了工质对热物质性如比热容，潜热等随温度变化的影响，基于该模型分析了几种重要因素如工质对的性质，循环工况，循环特性，尤其是吸附器的热容对吸附式制冷／热泵系数性能的影响，为系统的优化设计和优化运行提供了理论上的参考。     

相变储能太阳能热泵系统的试验研究

文章建立了相变储能太阳能热泵系统试验平台,介绍了系统的运行方式以及各个部分的运行原理,选取典型日进行试验,并对试验数据进行分析。分析结果表明:相变储能太阳能热泵系统能够满足北方农村的供暖需求,可以保证白天室内的温度达到22℃,COP的最大值为6.3;太阳能热泵系统停止工作后,相变储能箱可以保证室内温度达到供暖的需求温度7 h,起到了"削峰填谷"的作用,运行费用显著降低;相变储能太阳能热泵系统解决了单纯电加热供暖方式费用高、能耗高的问题,具有显著的节能性。     

高温热泵系统稳态仿真

针对水-水高温热泵实验台建立了系统稳态仿真模型.模型输入参数为系统结构参数和载热流体参数,输出参数则为系统性能参数和换热器温度场.采用P-T状态方程计算工质相平衡性质,故模型适用于新型纯质和混合工质.在压缩机建模中,根据实验数据辨识拟合了压缩机容积效率、定熵效率和热效率,在两器模型中考虑了压降和输运性质对换热过程的影响...     

不同再冷方式对热泵系统性能影响的对比研究

文章分别对自身再冷式热泵系统、外界再冷式热泵系统以及无再冷的热泵系统进行计算分析,并比较了这3种系统的循环性能。结果表明:不同形式的自身再冷对热泵系统性能的影响是一致的;在相同条件下,自身再冷式热泵系统比其他两种系统能更好地改善系统的循环性能;再冷技术与热泵系统的结合可以增大热泵系统的最大运行温差(蒸发温度与冷凝温度的差值),扩大了热泵系统的应用范围。     

回热器孔隙率对VM循环热泵性能的影响分析

孔隙率是表征回热器结构和效率的重要参数,影响整个系统的流动和传热特性。以热驱动斯特林循环的VM(Vuilleumier, VM)循环热泵为研究对象,建立了其内部回热器的模型,研究了在不同的热源温度、系统压力、转速、容积比和工质的情况下,孔隙率对整个热泵系统性能的影响。结果表明：随着孔隙率的增加,系统性能系数先增加后减小,在0.6左右达到最佳。在相同孔隙率的情况下,系统性能系数随着热源温度、系统平均压力、容积比、转速的增加而分别增大,并且增加的幅度是越来越小的。对于工质而言,氦气和氢气的性能较优,而氮气的性能较差。综合考虑安全等因素,宜选氦气作为工质。     

利用含水层储能的水源热泵工程及其对环境影响的评估

含水层储能系统(ATES)作为一项节能技术，其发展始于20世纪60年代的上海，是当今世界缓解能源短缺的方法之一。将其与水源热泵联合运转，同传统的夏季用制冷机、冬季用供暖锅炉的系统相比，不但可节约大量能源，还可减少燃料燃烧产生的CO2、SO2等气体的排放，具有节能与环保双重效益。文章从开发ATES工程项目的角度出发，结合应用实例介绍了ATES系统，以及如何就ATES系统对环境的影响进行全面的评估。     

带膨胀机的二氧化碳跨临界循环水源热泵系统运行特性实验研究

虽然二氧化碳跨临界循环成为最具潜力的工质替代技术，但其循环的效率还是比常规工质循环低，因此开发膨胀机提高二氧化碳跨临界循环系统运行效率是推动实际应用的关键问题。本文给出了二氧化碳膨胀机的设计特点，同时利用实验手段对带膨胀机的二氧化碳跨临界循环水源热泵系统进行测试，了解膨胀机的运行特性以及对系统的影响，同时改变外部参数条件，了解系统运行规律。通过实验表明，膨胀机的运行效率与膨胀机的转速有关，而且存在极值。系统的运行也受其影响，但系统性能系数是一个综合作用的结果，应对系统运行参数进行优化。     

两个系统参数对地热热泵循环的影响

为了解决地热热泵系统输出能量和用户需求能量之间的动态平衡问题，该文对系统的两个主要参数(冷凝器侧水流量和压缩机输入频率)对地热热泵循环特性的影响进行了相应的实验研究。在小型地热热泵系统上进行了变频及变水流量实验研究，频率变化范围为30Hz～55Hz，冷凝器水流量变化范围为0．054kg／s～0．174kg／s；然后，通过对实验数据的分析，发现了系统各参数，如COP值、制热量、压缩机能耗等随频率及水流量的变化规律。该文的结论可以在制定地热热泵系统能量输出的调节策略中起到一定的指导作用。