平面火焰微燃烧器及其温差热电转换系统

提出了一种厘米级别的平面火焰微燃烧器及其温差热电转换系统原理,即燃料氧化剂混合气相向穿过两块平行布置烧结多孔平板并在其表面形成稳定的火焰,实现燃烧器壁面温度远低于火焰温度的目的;进行燃烧器和微发电系统原型性能实验.在燃烧器烟气通道外壁面布置高导热系数薄匀热片能够有效改善热电模块热端温度场均匀性,从而提高系统安全性和输出性能.在燃烧燃料当量比(甲烷/空气)φ=0.6时,火焰温度高于800℃,壁面温度低于200℃,水冷条件下,商用碲化铋(Bi2Te3)热电模块热端150℃,系统可以获得8 V开路电压和1 W以上稳定输出功率,系统综合效率达1.6%.     

微小型热电发电器建模及优化设计研究

微小型热电发电器由于尺寸较小,接触内阻以及结构的覆盖层、导流层等对输出功率和热电转换效率都有不可忽视的影响。结合上述因素,并考虑到汤姆孙效应,建立了微小型热电发电器输出功率和效率的数学计算模型。并以最大功率或者最大质量(体积)比功率为目标函数,对最大功率时的负载电阻、电偶臂对数和电偶臂长度等性能参数进行了优化分析,得到了相应的计算公式,为进一步的设计提出了理论指导,并通过实验进行了性能分析验证。最后分析了微小型热电发电器新的加工工艺和发展动向。     

轻型柴油车中适合热电回收的主要热源特征研究

对轻型柴油汽车的废热热源进行了试验研究,以便于热电模块在这些热源上回收热能。在温控试验室模拟汽车工况循环得到汽车水散热系统、气缸盖、机体、油底壳、排气歧管和排气管等废热热源的温度分布范围为34～487℃,排气歧管和排气管外壁的温度最高,水散热系统外壁的温度最低。同一部件的不同部分也呈现不同的温度分布特征。废热热源外壁的温度分布、温度范围及热源温度随汽车工况的变化趋势都将为热电模块的布置和热电特性的控制提供理论依据。     

热电转换技术在内燃机节能中的研究现状

热电转换技术是当前研究的热点课题之一,涉及能源、热电学、材料学等领域。本文综述了热电转换技术在内燃机排气余热利用方面的研究现状,分析了发展趋势。     

恒温热源不可逆中冷回热布雷顿热电联产装置的火用经济性能优化

用有限时间热力学理论和方法研究了恒温热源不可逆中冷回热布雷顿热电联产装置的火用经济性能,导出了无量纲利润率和火用效率的解析式.以利润率和火用效率为目标,通过数值计算对热导率的分配、中间压比的选取进行了优化.得到了最大利润率和火用效率.进一步对总压比进行优化,得到了双重最大利润率,但火用效率不存在双重最大值.详细分析了设...     

联合热电装置极限工作温差研究

基于非平衡热力学理论,对联合半导体热电装置循环模型的工作温差进行研究。分别针对热电发电机驱动热电制冷机和驱动热电热泵两类循环模型,给出了一定热源条件下,装置的极限工作温差同热电单元比的关系,并研究了极限工作温差随发电机高温热源温度的变化规律。     

背压机组作热源热电冷联产的经济敏感性分析

在燃天然气的热电厂中采用背压式汽轮机组并以此为热源，讨论了热电冷联产系统的技术特点和经济特性，分析了影响项目经济指标的敏感因素，提出了改善项目经济性的参考建议。     

抽凝机组耦合热电转换辅助调峰系统参数设计

目的  为适应新能源电力并网需求,原有抽凝热电联产机组深度调峰供热改造已为重要途径之一。现有包括电热泵和电锅炉在内的热电转换装置为辅助火电机组调峰提供了潜在途径。 方法  以350 MW抽凝机组为例,建立了以热电转换装置辅助调峰参数优化模型,重点分析了热电转换设备参数对深度调峰性能的影响;其次,分别对比了电热泵和蓄热电锅炉两种典型热电转换系统在不同装置容量、不同放热速率下的调峰深度;最后,介绍了300 MW燃煤机组的煤耗率与污染物排放水平,指出本系统的节能效益,并给出热电转换装置的最优参数。 结果  结果显示：当电热泵的热功率为100 MW、放热速率与热功率相匹配也为100 MW时,机组的调峰深度达到最大值,为73 MW左右;当蓄热式电锅炉的电功率为45 MW、放热速率为100 MW时,机组的调峰深度达到最大值,为70.05 MW。蓄热式电锅炉的储热量在24 h中内略有增加,净储热量的数值为967.5 kWh。 结论  功率和放热速率是衡量热电转换装置辅助机组调峰能力的重要参数,且二者之间要有一定程度上的匹配性,针对不同情景灵活匹配热电转换装置的类型与参数可大幅提升机组的调峰深度。     

光电和热电薄膜联合产电中的热传导

研究了利用光电薄膜和热电薄膜联合产电时的热传导问题.采用格林函数法得到了一维双层薄膜中温度分布的理论解.此外,针对多种实际应用场合下的特定环境条件,采用数值方法计算了薄膜中的温度分布,并进一步考察了热电层的工作效率.     

光伏空气源热泵的研究与开发

基于中国北方地区冬季采暖"煤改电"工程中使用的空气源热泵机组,提出与光伏发电相结合的系统方案.在不改变原有系统结构和控制方式的前提下,白天采用光伏优先、市电保障的双电源供电模式,研究将光伏电能高效注入系统的控制策略,优化光伏阵列容量配置,开发控制器样机.实验结果表明,系统运行稳定,在华北地区光伏阵列的最优容量配置约为系...     

太阳能及空气源热泵复合供热系统故障诊断研究与应用

为确保复杂太阳能热水系统的稳定运行,有必要采集实时运行数据从中获取故障特征信号,通过专家系统进行自动故障诊断。采用故障树分析方法,以太阳能热利用系统典型故障为例构建故障树,求解最小割集,并以此为基础建立诊断知识库;运用正向推理结合人工辅助决策机制进行故障诊断和定位,建立故障诊断专家系统。开发故障诊断软件,并在工程中进行测试,验证故障辨识的准确性。     

地表水源热泵系统节能系数及环境影响研究

根据供暖空调的能耗过程,给出节能系数与用能系数的定义,基于热泵系统的运行模式,推导了制热或制冷工况的计算公式。还分析了以大气为冷源的空调系统产生城市热岛效应后的能耗附加值。按现有水源热泵运行性能给出了用能与节能系数定量值,计算了单位水量、单位温变的节能与环保效益。研究表明:地表水源热泵系统节能系数在0.37～1.00之间,热岛效应后的能耗附加值达20%,1.0m3地表水温变1℃节能量达1.55～4.18MJ/ (m3·℃),减少二氧化碳排放达(1.4～2.03)×10-3kg/(m3·℃)。     

寒冷地区土壤源热泵冷热源系统设计方案研究

针对由于空调建筑全年所需的冷量和热量的不均衡性,使得土壤的年吸、释热量不平衡,从而将导致系统在连续多年运行后,热泵机组的运行效率不断下降,甚至会出现停机现象,该文以北京地区某一建筑的土壤源热泵系统为例,提出了增加辅助散热设备-冷却塔的设计方法,并利用TRNSYS模拟软件对冷却塔与埋管换热器的不同连接方式,即串联和并联,进行了模拟计算,得出了可保证土壤源热泵系统长期高效运行的各种设计方案,为在寒冷地区正确设计土壤源热泵系统提供了具体的解决办法.     

垂直埋管热湿传递线源模型的建立及其计算条件

现有的土壤传热模型忽略了水分迁移对传热的影响,根据质量与能量守恒原理,在原有的垂直埋管土壤源热泵一维线源模型上发展了传热传湿数学模型,并对模型中土壤的各参数进行了分析,为下一步的数值模拟计算以及进一步研究土壤含水率对传热影响奠定基础。     

土壤源空调系统全年运行设计与计算分析

采用贝塞尔函数求解了U型埋地换热器在稳态和正弦波边界下的解析解,可计算给定全年动态负荷下埋地换热器内流体温度,并据此判断埋地换热器的设计能否满足建筑物的要求.给出了在不同因素影响下流体全年最高温度和最低温度与U型管单位长度设计取冷(热)量的关系曲线,可用于指导U型埋地换热器的设计.得到了建筑物全年累计耗热量和耗冷量、最大热负荷和冷负荷应满足的关系,可用于指导建筑物冷热源方案的搭配.     

大连星海湾海水源热泵空调系统热扩散数值模拟研究

对大连星海湾海水源热泵空调系统的海水的热扩散输移进行了研究.结合该项目,对运行过程温(冷)排水排入附近海域的流速场和温度场进行了平面二维数值模拟.将流速的计算结果与实测资料进行了分析比较,二者吻合良好.在此基础上,对温(冷)排水的温度影响范围及取排水点的水温升进行了数值模拟预报,研究结果表明海水的温升满足国家海水排放标准.     

基于热回收的游泳池热泵除湿供暖系统

基于国内室内游泳馆能耗较高且大部分未设热回收装置的现状，讨论了利用热泵对游泳池供暖除湿的同时实现废热回收的系统设计方案以及回收效果，提出了利用太阳能辅助热泵运行的思想，并给出联合运行的设计方案。从能源利用的角度对二者进行了分析，并与常规的锅炉加冷水机组系统进行了经济性分析和比较，阐明将热泵应用于游泳池除湿供暖，不仅可以有效地节约能源，而且在经济上也是一个非常可行的方案。     

小型斯特林发动机不同外加热工况下运行的探索性实验

该文就其微型化可能产生的一系列问题,如：输出频率过高、产生转矩过小、冷热端差过小等进行了分析。提出自由活塞式斯特林发动机比热声式更具微型化的优势。并对一台长12cm、直径2．5cm的小型活塞式斯特林发动机进行了实验。实验中发动机热端温度范围64～626℃,通过测量其外壁面温度和声信号随时问的变化,得到发动机的稳定性和输出功率随外加热功率变化规律。该发动机的理论最高功率密度为102kW／m^3。