混合式溶液除湿蒸发冷却空调系统性能优化分析

提出了一种两级溶液除湿蒸发冷却空调系统,它可以全年运行,能够回收利用室内排风的冷热量,与同类型采用单级除湿的系统相比,具有更高的运行效率,通过计算和分析,结果表明:蒸发器是影响冬季热回收量的主要因素,为提高整个系统的性能,蒸发器、蒸发式冷凝器、蒸发式冷却器应按冬季工况进行设计和匹配.在夏季工况运行时,当除湿器入口溶液浓度、除湿器之间的流量比例、外循环比例分别为30%、0.25、0.15时,系统的性能系数COP值最佳,在西安夏季空调室外计算参数下,其性能系数COP等于0.791,所需再生器入口溶液温度为48.5℃.     

热泵—环境大系统能量效率与(火用)效率分析比较

目的 对热泵-环境大系统运行的效率进行分析比较,找出大系统的能量效率(C0lP)值与丈用效率(η)值在评价热泵-环境大系统中的差异.方法 对计算实例进行COP分析和η分析.结果 给出了热泵-环境大系统的COP值、η和丈用损失率(Ω)随冷凝温度以及随蒸发温度变化的曲线图.得到COP与η在分析热泵-环境大系统的差异.结论 η和Ω值在评价热泵-环境大系统中比COP评价具有许多优势.提倡采用η和Ω来评价一个热泵系统运行的可用能效率.     

基于主动进气格栅的燃料电池汽车能耗研究

针对燃料电池汽车前舱开口面积过大导致车辆在大多数工况下的前舱进风量都较大,引起经济性下降的问题,作者提出为燃料电池汽车搭载主动进气格栅的方案,对其进行建模并简化,分析主动进气格栅不同开度下的空气阻力系数及不同车速、格栅开度下的散热器进气量,建立车速-格栅开度-散热器进气量的模型。搭建燃料电池汽车产热、能耗及热管理分析模型,计算NEDC工况下燃料电池的实时产热,根据散热需求控制格栅开度,分析发现燃料电池汽车在满足热管理需求的前提下整车能耗降低了9.6%。     

基于热电耦合模型的锂电池内核温度估计

电池温度直接影响电池性能,且电池内核温度与表面温度存在差异.针对电池内核温度难以测量的现状,建立了电池热电耦合模型来估计电池内核温度.电池热电耦合模型由等效电路模型及热模型组成,通过电池充放电实验辨识等效电路模型参数,采用最小二乘法辨识热模型参数.在给定工况下,运用等效电路模型计算电池生热量并传递给热模型,热模型估计得到电池内核温度.采用新欧洲驾驶循环(New European Driving Cycle,NEDC)工况来验证提出的热电耦合模型精度,实验结果表明,提出的热电耦合模型可以准确估计电池内核温度变化,估计误差在1℃以内.     

两级蒸发冷却空调机组的模拟分析

分析能耗分析软件EnergyPlus中兰州地区气象文件和蒸发冷却模型,得到机组各段效率和进出口温度值.采用该软件对兰州地区管式间接-直接两级蒸发冷却空调机组进行模拟,将模拟值和实测值对比发现间接段和直接段效率误差均在3%以内.该机组的能耗分析表明,机组COP值达11.9,远远低于传统空调机组能耗.     

LNG冷能用于冷库制冷性能模拟研究

为使LNG冷能在冷库系统中得到有效利用,从LNG冷能梯级利用的角度出发,设计一种新型LNG冷能制冷的冷库系统,在LNG换热器端和冷库末端实现对LNG冷能的梯级利用,并通过HYSYS模拟对其进行热力学分析和经济性分析.结果表明:该冷库系统COP为1.82,火用效率为80.2%;LNG换热器火用损最大,约占系统总火用损的78.9%,且随LNG进口温度升高而减小;系统COP和火用效率均随LNG进口温度及气化压力升高而增大;该系统投资回收期为4.77 a,具有较好的经济效益.LNG冷能为冷库系统冷量来源提供新的选择,在LNG进口端增设蓄冷设备和加压泵均能提高系统COP和火用效率.     

地源热泵系统长期运行特性的实验研究

针对一个3715 m2地源热泵系统,进行了系统运行特性的长期测试实验。结果表明,长期运行条件下,热泵机组平均COP分别为3.55(冬季)和2.80(夏季),冬季工况和夏季工况的系统COP分别呈递增和递减趋势,且变化规律可表述为指数形式。与冬季工况相比,夏季工况的系统COP波动较大,而且在初始阶段存在一个峰值。     

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。     

带回热器的R404a/CO_2复叠式制冷系统的理论分析

建立低温环境下带回热器的R404a/CO_2复叠式制冷系统的模型,为提高系统COP,对其进行热力学分析。应用控制变量法,通过理论计算对比分析系统的蒸发温度、低温循环冷凝温度、过冷度以及冷凝蒸发器传热温差等因素对该系统COP的影响。结果显示,在其他参数一定时,过冷度的增加对于提高系统COP具有显著作用;存在低温循环冷凝温度的最优值,使得系统COP最大;过冷度不变时,系统COP随着蒸发温度、冷凝蒸发器传热温差的增大而增大,随冷凝温度的增大而减小。     

基于自适应控制的燃料电池发动机热管理策略

针对燃料电池汽车发动机热管理系统,以电堆不同操作条件下出、入口最佳温度值为目标函数,考虑了部件及环境干扰,建立了基于参数估计的仿真模型,设计了基于自适应控制的热管理控制策略。对燃料电池发动机热管理干扰的不确定性和系统状态迟滞的问题进行了改进。仿真结果表明：本文热管理策略在不同电堆运行工况下具有较好的适应性,能够达到电堆出、入口温度稳定于设定值以及系统温度在大、小循环开启时变化最小的目标。     

纸机供汽系统热泵能量效率与 效率分析比较

对热泵运行的效率进行了分析比较,找出了能量效率（COP）值与[火用]效率（η）值在评价热泵时的差异,对计算实例进行了COP分析和η分析并加以评价对比,并计算出了热泵实际的COP值、η和[火用]损失率（Ω）．研究表明,η和Ω值在评价热泵装置时比COP评价具有更多优势,因此采用η和Ω来评价一个热泵系统运行的可用能效率更为有效．     

液冷系统中均热板气液相变的热质传输模拟

为提高电池热管理液冷系统的均温性,研究一种铝槽式均热板和直流式液冷板相结合的复合液冷系统,并建立相应的三维传热模型。采用Volume-of-fluid(VOF)多相流模型,模拟均热板槽道内丙酮工质的气液相变过程,以及与液冷流道的耦合传热过程,并将模拟结果与实验结果进行了对比,验证了模型的正确性。研究结果显示,均热板可以提高液冷系统散热过程中的均温性,加热表面的温差可以控制在2.72 K以内。通过机理分析发现,其原因与均热板内部气液工质的热质传输过程有关。在液冷系统冷却液沿程温升的影响下,均热板腔室中的丙酮气相工质在长度方向上存在定向输运现象,相变产生的蒸汽会携带热量从高温区往低温区流动,从而抑制液冷板低温冷却水对加热表面温度分布的影响,提高了均温性能。     

基于线性加权评价法的碟式斯特林机多目标优化

在考虑了集热器的热损失,斯特林热机的热阻、热漏和回热损失的基础上,建立了不可逆太阳能斯特林热机模型。讨论了温度比、吸热温度等参数对整个系统无量纲功率和总?效率的影响,通过线性加权评价函数方法对系统的无量纲功率和总?效率进行多目标优化。研究得出:线性加权评价法求得的最佳温比的数值范围为x_2opt＜x＜x_1opt其可使功率与总?效率达到最佳折中;通过使太阳能斯特林热机达到最佳吸热温度T_H,增大聚光比C和回热器效率ε_R,减小集热器的对换系数h和导热桥损系数k₀,可提高太阳能斯特林热机的无量纲功率与总?效率。     

太阳能加热原油系统设计及热力学性能分析

能源短缺和环境污染问题一直是世界所关注的热点。采用油、气、电加热原油,不仅能耗高,而且环境污染严重,太阳能作为一种可持续发展的清洁能源,已成为各国关注的焦点。为此,设计了一套太阳能加热原油系统,选择了安全且易获得的空气作为传热流体。太阳能加热原油系统由太阳能吸热器、蓄热器、原油换热器以及电热炉组成,吸热器接收太阳辐射后温度上升,空气经过吸热器获得高温,高温空气进入换热器中加热原油。建立了用于太阳能加热原油系统热力学性能分析的数学模型,并对模型进行了验证;利用Aspen Plus软件对加热过程进行了热力学分析。结果表明,压缩机和预热器是?损较大的部件,当压缩机的压比达到2.7时,太阳能加热原油系统达到最佳状态;在最佳状态下,太阳能加热原油系统的热效率为72.35%,?效率为73.89%,余热回收效率为72.33%。     

Efficiency analysis of trilateral-cycle power systems for waste heat recovery-to-power generation

Numerous innovative heat recovery-to-power technologies have been resourcefully and technologically exploited to bridge the growing gap between energy needs and its sustainable and affordable supply.Among them,the proposed trilateral-cycle(TLC) power system exhibits high thermodynamic efficiency during heat recovery-to-power from low-to-medium temperature heat sources.The TLCs are proposed and analysed using n-pentane as working fluid for waste heat recovery-to-power generation from low-grade heat source to evaluate the thermodynamic efficiency of the cycles.Four different single stage TLC configurations with distinct working principles are modelled thermodynamically using engineering equation solver.Based on the thermodynamic framework,thermodynamic performance simulation and efficiency analysis of the cycles as well as the exergy efficiencies of the heating and condensing processes are carried out and compared in their efficiency.The results show that the simple TLC,recuperated TLC,reheat TLC and regenerative TLC operating at subcritical conditions with cycle high temperature of 473 K can attain thermal efficiencies of 21.97%,23.91%,22.07% and 22.9%,respectively.The recuperated TLC attains the highest thermodynamic efficiency at the cycle high temperature because of its lowest exergy destruction rates in the heat exchanger and condenser.The efficiency analysis carried out would assist in guiding thermodynamic process development and thermal integration of the proposed cycles.     

高温热泵干燥系统的分析

热泵干燥法是木材干燥加工的主要手段之—,采用高温工质对降低能耗、缩短干燥周期有重要意义。通过对灌装 HTR01 和 HCFC-22 的压缩式热泵除湿机在不同入口工况下的 损失进行计算和分析,以及对两个热泵系统的供热性能(COP, SPC)进行对比,得出 HTR01工质供热性能优于 HCFC-22 这一结论,并指出提高热泵干燥系统 效率的途径在于减少冷凝器、蒸发器和散热 损失。     

基于微小通道波形扁管的圆柱电池液冷模组散热特性

针对圆柱动力电池的散热特点,建立一种基于微小通道波形扁管的液冷电池模组. 采用电化学热模型对该模组的散热特性进行三维瞬态分析,通过改变波形扁管的通道数和接触角对液冷结构进行优化. 10通道的波形扁管散热优势明显,增大波形扁管的接触角可以提升液冷结构的散热效率并改善电池组温度分布均匀性. 当电池模组在35 °C环境下以1 C倍率放电时,即使质量流量低至4×10^?3 kg/s,使用接触角大于40°的10通道波形扁管可将电池组表面最高温度控制在40 °C以下,同时将温差控制在5 °C以内. 在优化工况下进行实验以验证该电池模组的换热性能. 仿真结果与实验值基本一致,这验证了微小通道波形扁管的散热有效性;仿真结果可为圆柱动力电池的热管理提供参考.     

An Improved Combined Power System Utilizing Cold Energy of LNG

论文标题：一种改进的利用液化天然气冷火用的动力循环

作者姓名：王平,李佳星,沈胜强

单位：大连理工大学能源与动力学院海洋能源利用与节能教育部重点实验室

创新点说明：在kalina循环的基础上,利用中高温热源,对分馏子系统进行了改进,改善了氨水工质和天然气在换热器中的换热情况,从而有利于LNG冷能的回收。

目的：提高联合循环中底部循环的热效率和火用效率,并且在联合循环中合理利用LNG的冷 火用

方法：利用大型通用流程模拟软件Aspen Plus建立流程并模拟计算。

结果：改进之后的循环获得了更高的热效率和火用效率。

结论：新的循环相比于旧循环,系统的结构有所精简,在分析了系统中各个换热器的火用损失并对比两个循环之后,新循环的换热器中的火用损失有所减少。

关键词：联合循环;液化天然气;冷能;kalina循环;热力学分析

中文摘要：

通过对循环进行模拟和热力学分析,改进了一种动力循环,在该循环中燃气轮机排气的余热和液化天然气的冷能得到了很好的利用。在kalina循环的基础上,通过改变基础溶液的浓度,从而在换热器中获得了很好的换热匹配并且减少了系统的不可逆损失。研究表明：kalina循环可以用于液化天然气冷能的回收,改进之后的循环的火用效率为42.97%,相比于改进之前的火用效率39.76%,改进之后的系统有更好的热力学性能。

     

A general theoretical principle for single-phase convection heat transfer enhancement

The main methods of single-phase convection heat transfer enhancement are analyzed in this paper, and the unity of contradiction between heat transfer enhancement and energy consumption (or exergy destruction) is expounded. The thermodynamic relationship between heat (or exergy) transfer efficiency and energy consumption (or exergy destruction) as well as driving forces is established, and a general theoretical principle for single-phase convection heat transfer enhancement is further obtained. The principle shows that temperature gradient field distribution and velocity field distribution constrain each other, and that the optimum heat transfer efficiency can be obtained when they are synergetic. If the level of the synergy of temperature gradient field distribution with velocity field distribution is determined, the relative uniform temperature gradient is required, and vice versa. The principle also shows the relationship of relative temperature gradient with specific heat and coefficient of heat conductivity. The deduced results can be used as a theoretical guidance for single-phase convection heat transfer enhancement and optimum design of heat exchangers.