一种改进的热泵供暖系统动态实时优化策略

基于经济性目标的热泵供暖动态优化操作具有重要意义，但在操作区间内环境温度和模型参数变化的不确定性会对实际优化操控带来很大挑战。在完善热泵供暖系统模型的基础上，提出了一种改进的动态实时优化控制策略以改善系统的实际节能效果。该方法首先建立以压缩机和送水泵运行频率为控制变量的热泵供暖系统的非线性动态关系模型，并得到以24 h为周期、以综合性能指标最低为目标的动态实时优化命题。然后，在给定24 h环境温度预测情况下通过求解该优化命题得到热泵压缩机和送水泵的最优运行频率轨线，并以当前时间点的最优控制量对热泵供暖系统进行控制；接着，基于天气逐时预测和模型参数最新校验结果对环境温度轨线或者模型参数进行更新，不断地求解原优化命题以更新最优控制轨线，并不断地采用当前点的最优控制量对热泵供暖系统进行控制，直到当前时间点达到第24 h。实例计算结果表明：采用本文提出的方法可以进一步改善热泵供暖系统的动态优化操控效果，并能够很好地满足给定终端约束要求。本方法对于具有周期性和不确定参数的动态实时优化问题求解具有一定的借鉴意义。     

连续回热型气-固化学热泵制冷系统的操作优化

对连续回热型气-固化学热泵制冷系统,以制冷功率最大为优化目标,通过建立数学模型及模拟计算,考察了平均制冷功率随循环时间的变化,并确定最优循环时间。此外,还考察系统在一个最优循环周期各个阶段的温度动态以及不同操作条件对最优循环时间和最优制冷功率的影响。文中介绍的操作优化方法对类似的热泵制冷系统有一定的实用参考价值。     

加热炉优化操作

介绍了常减压装置中加热炉节能降耗的重要意义,如何提高加热炉的热效率,使炉子在最佳状态下运行。     

甲醇四塔精馏热泵新工艺及其操作条件优化

粗甲醇的精制是甲醇产品装置的最后一个工段,精馏工艺的优劣直接关系到甲醇产品的质量以及全流程的能耗。首先介绍了甲醇四塔精馏工艺,其次针对四塔精馏工艺存在一定的不足,提出一种新的甲醇四塔精馏工艺——甲醇精馏热泵工艺,并利用Aspen plus流程模拟软件,探讨了甲醇四塔精馏热泵工艺的操作条件优化。结果显示,新工艺加压塔塔顶精甲醇采出量为24 000kg/h时,常压塔中间采出量为19 800kg/h时,流程的操作最优。甲醇精馏热泵工艺相对于四塔工艺,大幅度降低了能耗,值得进一步深入研究并推广应用。     

节能设备化学热泵技术

介绍了化学热泵的类型、工作原理和热效率，并就目前已开发应用的几种化学热泵作了较详细叙述。     

0.5Mt/a常减压蒸馏装置加热炉操作优化节能分析

加热炉是炼油厂重要的生产工艺设备,也是耗能的主要设备。针对中石化塔河分公司0.5 Mt/a常减压蒸馏装置加热炉的运行状况,阐述了实际操作中合理的、最佳的运行控制方案,找出了提高加热炉热效率和节能的有效途径,实现了加热炉低能耗、高效率运行。     

高温热泵蒸汽系统的动态响应及扰动优化

为提升以R1233zd(E)为工质的高温热泵蒸汽系统在非设计工况下系统运行的稳定性,基于Modelica语言建立了系统的仿真模型,考察了是否带有回热器及热源温度、质量流量、工质质量流量这些内外扰动对系统性能的影响。结果表明,在添加回热器后系统的性能系数提升了16.1%,沿着工质的流动方向,越远离波动源工质性能参数越趋于稳定,且状态参数的灵敏性排序为：工质质量流量扰动>热源温度扰动>热源质量流量扰动。另外,为提高系统抗干扰性,通过PI控制器对节流阀开度进行调节,优化后内外部扰动下所有性能参数的稳定性都得以提升,尤其是工质质量流量扰动下从无法稳定输出蒸汽到以较稳定方式输出140℃蒸汽,且三扰动因素下其产汽量分别提升了20.8%、3.0%和1.9%。     

节能合成氨工艺与热泵法脱碳

合成氨的生产过程需要消耗大量的能量。怎样最大限度地降低合成氨生产能耗,一直是合成氨生产厂家需要考虑的永恒课题。随着世界能源紧张状况的进一步加剧,各种能源价格将越来越高,因此节能降耗将成为各个企业降低产品成本、提高市场竞争力的强有力措施。作为节能手段的热泵技术,则是首选的降低能耗、提高能源利用率的热门技术之一。本文将研究节能合成氨工艺及其主要节能措施,并重点论述热泵法脱碳的巨大节能效益。     

PET装置节能优化

针对PET生产过程的实际运行工况,从热媒炉系统,冷冻水用量,工艺塔塔顶废水温度,添加剂用量,热媒泵冷却水用量,闪蒸蒸汽回收利用等方面,进行了节能优化的可行性分析,通过技改措施、工艺优化、加强管理等手段,实现节能优化,取得了良好的经济效益。     

双升温型吸收热泵的操作性能及应用

介绍双升温型吸收热泵（ＤＬＡＨＴ）的基本流程,论述输出热温度、低温余热温度、冷却水温度影响ＤＬＡＴＨ操作性能的规律,并将ＤＬＡＨＴ的操作性能与升温型吸收热泵（ＡＨＴ）进行比较;讨论ＤＬＡＨＴ在一些化工企业中的应用。对于９０℃以下的低温余热升温回收,ＤＬＡＨＴ具有广泛的应用前景。     

太阳能与空气源热泵集成供热系统研究进展

太阳能与空气源热泵能都具有清洁节能的优点,但两者的性能又均受制于天气状况,在某些工况下不能保证较高的运行能效,若将太阳能与空气源热泵组成集成系统,则可实现双方的优势互补。本文从太阳能与空气源热泵的多种结合方式出发,阐述了近期太阳能与空气源热泵集成供热系统的研究进展,分析了喷射器增效双热源热泵和太阳能光伏光热一体化双热源热泵等6种不同集成系统各自的特点,根据每种系统的特点探讨了各种集成方式的适用范围。指出太阳能可以提高空气源热泵的低温性能,缓解空气源热泵的结霜问题,同时空气源热泵也能弥补太阳能不稳定性和不连续性的缺陷,故太阳能与空气源热泵的结合可以提高供热系统的可靠性与节能性。最后,分析了现有研究的不足之处,并提出了关于未来研究方向的建议。     

太阳能热泵供暖技术综述

回顾了国内外太阳能热泵的发展过程,介绍了太阳能热泵地板辐射采暖系统主要设备太阳能集热器、蓄热设备、地板采暖系统、控制系统、运行方式的组成和结构形式,论述了太阳能热泵的技术原理和特点以及在供暖方面的应用等。针对当前太阳能热泵供暖系统有待解决的问题进行了分析和探讨,结果表明把热泵技术与太阳能热利用技术结合可提高太阳能集热器效率和热泵系统性能,同时能解决全天候供热问题。     

空气源热泵结合小温差风机盘管在高效舒适供热中的应用

传统空气源热泵空调冷热水机组多采用45℃的供水温度,40℃的回水温度。降低回水温度可有效增加机组效率,但回水温度的降低会导致室内末端换热量减小,所以需采用具有更强换热能力的小温差末端,且现代建筑多配备新风机,在新风机承担部分负荷的基础上亦可通过降低回水温度来增加机组效率。实验研究表明,在满足室内热负荷的前提条件下可将回水温度降低至30℃,COP更高,耗电量更小,是高效节能的运行模式。此外,所建立的Dymola模型从理论上验证了实验结果,在此基础上可以进行实际空调系统的能耗模拟。     

新型太阳能/空气能直膨式热泵与空气源热泵供热性能对比

针对传统空气源热泵制热时极易出现室外机结霜的现象,提出了可同时吸收太阳能和空气能的新型太阳能/空气能直膨式热泵机组,把太阳能集热器和热泵蒸发器合二为一,使室外机结霜得到有效缓解。为了验证新型太阳能/空气能直膨式热泵机组性能优劣,分别搭建新型太阳能/空气能直膨式热泵系统和空气源热泵系统,在2月26日—3月2日期间,对邯郸某一农村建筑的地板辐射采暖用户进行5天实际测试,对比分析了两种系统的制热性能、耗电量和COP变化情况。通过测试发现室外平均温度为10℃,太阳辐射达到峰值571.5 W·m^-2时太阳能/空气能直膨式热泵的制热量较空气源热泵提高大约70%,全天总制热量较空气源热泵提高大约12%。0～8℃的低温状态时,COP值仍可达到3.46,基本满足建筑采暖需求。并在此基础上对太阳能-空气能直膨式热泵提出进一步的优化措施,逐步推广其在寒冷地区的实际应用。     

Performance experiment on solar energy and air dual-heat-source heat pump system

The flat micro heat pipe array photovoltaic-thermal module was retrofitted into a photovoltaic-thermal evaporator, and then a novel solar energy and air dual-heat-source heat pump system was developed. The operation performance of the system operating in the solar energy mode (S) as well as the solar energy and air dual-heat-source mode (SA) was studied in detail. Studies have shown that: affected by solar radiation and ambient temperature, the role of ambient air in the dual heat source heating mode will switch between heat release and heat absorption, and the temperature difference between ambient temperature and backplane temperature fluctuates between -3.1—3.5℃; the SA mode was suitable for low solar radiation condition, and its thermal efficiency, comprehensive performance efficiency and COP were 56.7%, 81.7% and 2.38 respectively, which were 20.3%, 25.0% and 6.7% higher than that of the S mode; under the high solar radiation condition, the SA mode would accelerate the heat dissipation of the system, but it could improve the electrical performance of the system. According to the above characteristics, it would get the better operation performance operating in SA mode when the backplane temperature was lower than the ambient temperature as well as operating in S mode when the backplane temperature was higher than the ambient temperature.     

太阳能-空气双热源热泵系统性能实验

将平板微热管光伏光热组件改造为新型光伏光热蒸发器,研发新型太阳能-空气双热源热泵系统,对太阳能供热模式和双热源供热模式下系统的运行性能进行研究。研究表明:受太阳辐射和环境温度影响,双热源供热模式下环境空气的作用会在放热和吸热之间转换,环境温度与背板温度的温差在-3.1～3.5℃之间波动;双热源供热模式适合在低辐照条件下运行,其热效率、综合性能效率和COP分别达56.7%、81.7%和2.38,比太阳能供热模式提升20.3%、25.0%和6.7%;在高辐射条件下,双热源供热模式会造成系统散热加快,但是对系统发电性能有提升作用。根据上述特性,当背板温度小于环境温度时启动双热源供热模式,反之启动太阳能供热模式,可以进一步提升系统的运行效果。     

一种过冷器耦合的准二级压缩热泵系统特性分析及优化

提出了一种过冷器耦合的准二级压缩空气源热泵系统,该系统由两个三套管换热器将两个带过冷器的准二级压缩热泵系统耦合成一个系统,其除霜方式为基于热气旁通除霜的系统耦合除霜,解决了热气旁通除霜时室外换热器产生液态制冷剂的蒸发问题,提高了空气源热泵在低温高湿环境下运行的性能;对新系统正常制热工况进行仿真优化,找出低温工况的最佳中间温度及相应补气系数;对最佳中间温度进行关于冷凝温度和蒸发温度二元线性拟合并得到经验拟合公式。     

太阳能与空气复合源热泵热水系统多模式运行实验特性

提出并构建了一种直接膨胀式太阳能与空气复合源热泵热水系统。在南京夏季的晴天、阴天及冬季晴天工况下分别对实验样机的运行特性进行研究。实验结果表明:该系统在不同天气下以不同热源模式高效地将热水加热到55℃。在夏季晴天太阳辐射波动较大时,系统的集热/蒸发器可以同时吸收太阳辐射能和空气热量,以太阳能为主,空气源为辅,平均能效比为4.83;在夏季阴天,系统以空气源热泵模式稳定运行,平均能效比为3.97;在冬季晴天,系统以太阳能热泵模式运行,太阳能的输入提高了热泵蒸发温度,从而缓解了蒸发器结霜问题。     

新型空气-水双热源复合热泵系统除霜特性及能耗

基于新型空气-水双热源复合热泵系统（AWDSHPS-N）,实验研究了AWDSHPS-N采用冷凝器出口制冷剂再冷却除霜（D-I）、低温热水除霜（D-Ⅱ）、低温热水+冷凝器出口制冷剂再冷却除霜（D-Ⅲ）3种除霜模式进行除霜时对系统整体性能系数（COP）的影响,除霜期间系统运行特性及除霜所消耗的能量,并与逆循环除霜模式进行了对比分析。测试工况下的实验结果表明,除霜模式D-I和D-Ⅲ仅使系统整体COP较结霜运行期间的COP分别降低了0.42%和3.93%;D-Ⅱ除霜期间系统的制热功率和COP分别较结霜运行期间提高了27.4%和17.8%。D-I、D-Ⅱ和D-Ⅲ完成一次除霜能耗仅分别为逆循环除霜能耗的3.11%、34.78%和28.26%;采用此3种除霜模式时系统整体COP较采用逆循环除霜时分别提高了26.06%、29.79%和17.02%。