并联式混合动力燃气热泵充放电性能研究

本文基于混合动力燃气热泵系统,设计了该系统的并联式驱动形式.基于发动机燃气消耗率以及发动机与压缩机的速度匹配,对并联式驱动系统的传动装置进行了设计.对余热回收系统的管道布置方式进行了区分和研究,选择了旁通式的余热回收系统.将并联式驱动系统、余热回收系统以及热泵系统结合构建了并联式混合动力燃气热泵系统.在此基础上,对该热泵系统进行了电机恒定扭矩的充放电试验,研究了在不用运行模式下,整个系统的性能与各个参数的变化规律,包括：热泵性能系数（COP）、热泵制热量、发动机燃气流量、余热回收量.最后,基于对系统的试验性能研究,分析该系统的一次能源效率（PER）的变化规律,并与燃气热泵系统进行比较.结果发现,电机充电扭矩提高系统PER约14％效果明显,而电机扭矩提高系统PER为1.1％左右.     

混合动力燃气热泵系统的优化选择

建立了混合动力燃气热泵的优化目标函数,优化选择并联式混合动力驱动系统作为系统的驱动部分。根据混合动力驱动系统中发动机和电动机以及蓄电池的匹配关系,对驱动系统的混合度进行了优化设计,确定功率混合型为系统的混合度类型。以投资回收期为目标函数,得到功率混合型混合动力燃气热泵的最优混合度为0.27。     

混合动力燃气热泵空调系统的能量分析模型

在分析燃气发动机和蓄电池的动态负荷特性基础上,建立了混合动力燃气热泵(HPGHP)空调系统的能量分布模型,并进行了计算。结果表明,压缩机需求部分负荷的概率分布和燃气发动机直接对压缩机输送的功率与压缩机总功率的比值对HPGHP系统动力系统的热效率影响较大;当这个比值高于某个临界值时,HPGHP系统动力系统的热效率比常规燃气热泵空调系统高。     

热电冷三联供燃气发动机热泵系统能量利用的分析和研究

介绍了燃气发动机热泵系统的工作原理，建立了冬季供热运行和夏季制冷运行工况下的一次能源利用系数的计算公式，分析了提高能源利用系数的有效途径。     

空气源燃气机热泵运行过程的(火用)分析

对空气源燃气机热泵的制冷过程、制热过程进行了火用分析,得出了各设备的火用效率、火用损及系统总热效率,建立了火用流图。采用燃气机热泵,在制冷、制热工况下系统总热效率分别为169.72%、168.17%。为提高燃气机热泵的火用效率,应选用效率高的燃气发动机。燃气发动机余热回收对系统总热效率的提高影响很大。     

基于瞬时优化的混合动力燃气热泵控制策略

将无级变速器(CVT)运用到混合动力燃气热泵系统中以实现系统传动比的连续调节来提高系统的性能。本文对驱动系统和热泵系统进行建模,把蓄电池储存/消耗的电能等效成发动机燃气热能,提出基于等效能量消耗最小的瞬时优化控制策略,并在MATLAB/SIMULINK仿真平台上对该种策略进行仿真试验。仿真结果当压缩机转速分别小于1390 rpm、在1390 rpm到1810 rpm之间、大于1810 rpm时,驱动系统分别运行在模式A、模式B、模式C;并获得发动机和电机的扭矩分配以及热泵性能系数COP、制热量、CVT速比和蓄电池SOC变化。发动机工作点基本分布在经济区内,发动机扭矩、燃气消耗率be和燃气流量m都保持在较小值,分别维持在29.5 N·m、283 g/(kW·h)和2.66 kg/h,从而证明了所提出的瞬时优化控制策略的有效性。     

制热工况燃气机热泵性能试验研究

建立燃气机热泵试验系统,在制热工况下采用试验方法,计算分析冷凝器进水温度、燃气发动机转速、室外温度等因素对燃气机热泵性能参数(燃气机热泵总制热量、燃气发动机消耗的天然气热功率、燃气机热泵制热性能系数、燃气机热泵一次能源利用率,燃气机热泵总制热量包括冷凝器制热量与余热回收制热量)的影响。室外温度为17℃条件下,燃气发动机转速为1 400min~(-1)时,燃气机热泵总制热量、燃气发动机消耗的天然气热功率均随冷凝器进水温度(变化范围为30.6～54.5℃)的升高而增大,燃气机热泵制热性能系数、燃气机热泵一次能源利用率均随冷凝器进水温度的升高而减小。燃气发动机转速为1 600 min~(-1)时,4项性能参数随冷凝器进水温度的变化与燃气发动机转速为1 400 min~(-1)时基本一致。与燃气发动机转速为1 400 min~(-1)时相比,转速为1 600 min~(-1)时的燃气机热泵总制热量、天然气发动机消耗的天然气热功率均明显增大,燃气机热泵制热性能系数、燃气机热泵一次能源利用率均出现了下降。随着燃气发动机转速的增大,噪声也明显增大。燃气发动机转速为1 400 min~(-1)、冷凝器进水温度为45℃情况下,燃气发动机消耗的天然气热功率、燃气机热泵总制热量均随室外温度的升高而增大,前者的增大幅度小于后者。燃气机热泵制热性能系数、燃气机热泵一次能源利用率均随室外温度的升高而增大。     

燃气机热泵余热的回收利用

燃气机热泵是一种高效节能的制热、制冷系统,回收燃气发动机的余热对于提高燃气机热泵的一次能源利用率有着十分重要的意义。对燃气机余热的组成,余热利用的限制条件,燃气机热泵在制热工况下的余热直接回收方式及在制冷工况下的采用压缩式与吸收式制冷循环相结合的余热联合回收方式进行了分析。     

燃气热泵应用分析

燃气热泵(GHP)是一种节能、环保、经济的空调系统形式,并可以平衡大中城市的燃气和电力使用负荷。本文对燃气吸收式热泵(GAHP)的应用进行了简单分析,并重点分析了燃气发动机驱动热泵(GEHP)与电动热泵(EHP)在系统结构、技术性能、投资、运行等方面的应用特点。     

燃气机热泵系统不同联供运行模式一次能源利用率的分析

分析了燃气机热泵热电冷三联供系统节能的热力学原理及应用优势,探讨了不同季节采用不同的联供运行模式一次能源利用率PER的情况,并就影响PER的主要因素——废热回收率、热泵性能系数及用于发电的燃气能量占燃气总能量的比例的变动效应进行了模拟计算,给出了燃气机热泵不同联供运行工况下PER的对比及规律。     

燃气机热泵空调系统的实际应用

介绍了燃气机热泵空调室外机的结构。结合工程实例,探讨了燃气机热泵空调系统的设计,介绍了使用燃气机热泵空调系统的体会。分析了燃气机热泵空调系统与常规热泵空调系统、集中供暖系统相比具有的优势。     

天然气分布式能源与燃气机热泵的对比研究

介绍天然气分布式能源系统与燃气机热泵系统,结合工程实例,对天然气分布式能源系统和燃气机热泵系统的主要设备、经济性进行分析比较。相对于燃气机热泵系统,天然气分布式能源系统的造价较高,但经济性较好。     

燃气机热泵系统在学校建筑的适用性分析

探讨了燃气机热泵系统在一次能源利用率、变负荷特性、环境保护方面的技术特性。结合工程实例,采用层次分析法对燃气机热泵、电驱动热泵、电空调+燃煤供热锅炉、直燃式溴化锂吸收式热泵在学校建筑的适用性进行了评价,燃气机热泵的适用性最佳。     

燃气机热泵性能特点及经济性分析

介绍了燃气机热泵的工作流程及性能特点：对国内6座城市分别采用电动热泵、小型燃气溴化锂模块化机组、燃气机热泵的运行费用进行了比较,燃气机热泵的运行费用最低。     

供热方式的技术与经济性分析

对采用热电联产、区域供热锅炉房、燃气热水器、直接用电、电蓄热锅炉、燃气机热泵、电动空气源热泵、电动水源热泵等供热方式的技术及经济性进行了探讨。     

燃气发动机热电联产的余热利用系统设计

介绍了燃气发动机热电联产系统的余热回收供热水系统的设计方案。探讨了余热热水温度的确定、控制,余热热水循环泵扬程的确定,烟气换热器的压力控制,余热换热器的容量,水箱的容积、温度设定、控制与布置,热水锅炉热功率的确定。     

燃气-水源热泵机组性能的仿真分析

介绍了燃气-水源热泵的优点。以黄浦江水为冷热源,选取一定的影响因素,对这些因素对燃气-水源热泵性能的影响进行稳态仿真模拟。     

燃气机热泵在夏热冬冷地区应用的经济性分析

以上海地区某独立的两层结构别墅为对象,考虑了燃气机热泵、电驱动空气源热泵与电热水器及燃气热水器组合3种方案,比较了三者在夏季制冷、冬季供暖、制备生活热水时的全年能耗及运行费用。在生活热水产量相同的情况下,燃气机热泵的能耗和运行费用均低于电驱动空气源热泵与电热水器及燃气热水器组合方案,经济性显著。