基于能量分析的天然气新型利用方式研究

针对天然气燃烧产生温室气体,能源利用率不高等问题,提出了天然气的新型利用方式,即将超临界水氧化技术引入到天然气能量利用中,可以大幅提高燃烧效率。此外,从能量释放层面比较了间接氧化与直接氧化反应内部火用损失,揭示了超临界水间接氧化的反应机理。最后比较了天然气超临界水氧化反应器和实际燃气锅炉的热效率、火用效率。结果表明,间接氧化这新型燃烧方式可以将天然气的化学能品位从1降为0.80,实现了能量的梯级释放。与直接氧化相比,间接氧化的火用损失减少约4.6%。根据能量分析和火用分析,该新型燃烧方式的热效率,火用效率相比传统燃气锅炉分别提高13%和19.5%。     

顶板辐射空调系统性价比分析

从热力学第一定律与热力学第二定律相结合的角度,分析了顶板辐射空调系统的热力学性能。通过与目前常用的室内环境控制系统在能量和能质利用率两方面的对比分析得出结论：在常用的室内环境参数条件下,顶板辐射空调末端系统比风机盘管空调末端系统节能56．2％,比地板辐射供暖末端系统节能52．2％,比散热器供暖末端系统节能67．5％。同时,顶板辐射空调末端系统的火用利用率更高,运行中既节约能“量”更节约能“质”。该系统具有极佳的热舒适性,能耗和运行费用极低,可兼顾夏季制冷和冬季供暖双工况,具有极高的性价比,是未来空调技术的主流方向。     

地下含水层储能系统的(火用)分析

探讨了地下含水层储能系统回灌期输入地下含水层的能量、火用及抽水期从地下含水层回收的能量、火用的计算公式。通过算例,计算了大流量、低回灌水温度,小流量、高回灌水温度及适中的流量、回灌水温度的3种工况的储能效率及火用效率,小流量、高回灌水温度运行模式的火用效率最高。将水泵消耗的电能计入火用效率,对火用效率进行修正,小流量、高回灌水温度运行模式具有更大的优势。     

天然气改制工艺(火用)分析及优化方向

从火用平衡的角度分析了天然气改制工艺系统的能量转换与利用过程,计算了各项火用收入、火用支出及火用效率,指出了天然气改制工艺系统运行参数优化的方向。     

质子交换膜燃料电池系统性能模拟

以天然气为燃料、空气为氧化剂,在典型性能参数下,模拟预测了1kW级质子交换膜燃料电池系统的性能,发电效率为34．3％,热电效率为85．8％,火用效率为38．9％。     

LNG卫星站冷能利用项目开发

LNG冷能用于冷库工艺流程,略微增加了原有LNG气化系统的压力降,不影响整体气化量和天然气压力控制。该项目总投资90．88×10^4元,年均销售收入74．80×10^4元／年,内部税后收益率48．07％,具有较高的赢利空间。该工艺的LNG冷能利用率可达87．8％,其冷火用利用率达26．8％,尚有较大利用空间。远期规划建立冷媒循环系统来回收利用LNG冷能,用于废旧橡胶低温粉碎、二氧化碳液化和干冰制备、中小型低温冷库等中试项目,建成LNG冷能高效利用技术示范基地。     

热电冷联产系统节能性的[火用]分析

利用[火用]分析的方法，定义了等效发电[火用]效率，对常用热电冷联产系统形式的节能性进行了分析。认为相对于全国平均供电煤耗而言，热电冷联产系统的节能是有条件的，应选取合理的方式，优化设计和运行方案；相对于当前有些热电厂夏季负荷不足的情况，热电冷联产是节能的，在不同的情况下节能率在7．8％～39％之间。建议利用现有的热电联产条件，发展热电冷联产系统，提高现有热电厂的设备利用率和运行经济性。     

基于冷却塔逆用的热泵制热系统分析

冷却塔逆用已经在热泵制热系统中得到实际应用并取得了一定的节能效果。本文从热力学第二定律的角度,对冷却塔逆用作为低温热源的热泵制热系统进行了火用分析。构建了系统各部件火用分析数学模型,并结合实验系统现场测试数据进行分析,分析过程中采用火用损失、火用效率、火用损失率、火用损失系数评价指标综合评价。结果表明在系统制热工况下,末端空气处理机组与压缩机火用损失、火肭员失率明显高于整个系统中其他设备及部件,火用损失率分别为14％和12％,是整个系统改进的主要对象。该研究有助于诊断出系统主要设备的薄弱环节,并能对系统的节能潜力做出判断,为进一步优化系统指明方向。     

热电联产与分产系统分析法

本文采用热力系统(火用)平衡分析法,对热电联产与分产系统的(火用)效率进行比较,从而能更明确地指出合理利用热能能级、提高能源利用率的方向。     

天然气改制工艺[火用]分析及优化方向

从[火用]平衡的角度分析了天然气改制工艺系统的能量转换与利用过程，计算了各项[火用]收入、[火用]支出及[火用]效率，指出了天然气改制工艺系统运行参数优化的方向。     

燃气热电冷三联产总能系统的热经济性分析

从能量的量和质两方面计算和分析了燃气热电冷三联供总能系统在不同工况下的总能利用效率和炯效率，以及各部件的炯损失效率，对系统的热经济性进行了探讨。     

Energy and exergy analyses of ice rink buildings at varying reference temperatures

This study deals with energy and exergy analyses of ice rink buildings. An ice rink building with a net area of 648 m², which is considered to be closed type and located in Turkey, is assessed. Based on the capacity of the ice rink area, the refrigeration system consists of two circuits with the same basic system components, where two types of refrigerants R-134A and R-744 (CO₂) are used. Exergy analysis is based on Lowex approach, while the effect of varying reference (dead) state temperatures on the system exergy efficiency is investigated. It includes exergy transmission load, air infiltration load, exergy load room, exergy demand distribution, exergy load generation, total exergy system efficiency and exergy flexibility factor. Total exergy input rate is calculated to be 253.66 kW, while exergy destruction rate is 227.45 kW. The minimum and maximum exergy efficiency values are found to be 1.72% and 19.05% for reference state temperatures of 10 °C and −10 °C, respectively.     

Evaluation of buoyancy-driven ventilation in respect of exergy utilization

Our work aimed to analyze and evaluate the buoyancy-driven ventilation based on the exergy analysis. We took the exergy load as a desired output for this consumer system and used the functional exergy efficiency to evaluate the ventilation performance. Through the numerical case studies for a high-rise building with a tall atrium, we found that the results from the energy and exergy analysis are quite different from each other, but the latter reveals the real essence of energy utilization in ventilation systems. The results showed that the exergy efficiency of the buoyancy-driven ventilation system is very poor, only 16.9% of the exergy input is effectively utilized and the exergy destruction counts for 83.1% of the total input. However, the exergy efficiency of the mechanical ventilation system is 100% because the input shaft work is entirely utilized to undertake the exergy load; no extra exergy losses are produced. We also analyzed the relationships between the temperature difference and the exergy efficiency. Furthermore, we found that the total radiation-to-exergy efficiency is 3.5 and 15% for ventilation systems equipped with solar collectors and solar cells respectively, it is concluded preliminarily that the latter is more efficient to utilize solar energy to create ventilation.     

压缩空气溶液除湿系统分析

为了祛除压缩空气中的水蒸气,采用溶液除湿系统对压缩空气进行干燥。建立了压缩空气溶液除湿系统的分析模型,进行了损率和效率计算。并和国内目前普遍使用的压缩空气冷冻除湿方法、冷冻-吸附除湿方法进行分析比较。结果表明,采用溶液除湿系统对压缩空气进行干燥的效率为62.5%,比常规的冷冻除湿系统57.4%和冷冻-吸附除湿系统57%更节能,具有较大的节能潜力。     

空调系统热力学分析与节能

依据热力学第二定律的分析方法,对空调系统热力学模型中的四个子系统分别进行了分析,分析了造成空调系统能量利用率低的根本原因,指出了提高能量利用率的措施。对一实际空调系统进行了分析和计算。     

制冷循环各过程(火用)损失的计算建模及影响因素

节能分析及优化已不只是能的量的问题,而是能的质与量的综合估价的问题。文中用VC 6.0编制了能与质综合评价的计算程序模块,用(火用)分析方法分析计算制冷系统循环各过程的(火用)损失、(火用)效率,并且分析影响(火用)损失的因素。找出了制冷系统节能部位和节能应采取的措施。给出一个易操作的计算软件可以方便地判断任何系统在(火用)损失最小,(火用)效率最大时,实现热泵节能优化的最佳方案。     

户式燃气空调的热力学分析

运用热力学第一定律、第二定律和能级分析理论,对户式燃气空调各种工况下的一次能源利用系数、炯效率和能级差进行分析,并与几种常用的方式进行对比。评价了户式燃气空调用能的合理性,指出了应辩证地对待户式燃气空调的发展问题。