基于可解释机器学习的固体填充床储热装置快速设计研究

为了解决填充床储热装置性能计算耗时、设计方法匮乏、难以满足多种储热场景需求的问题,提出了一种具有一定通用性、能够快速给出准确设计结果的固体填充床储热装置设计方法。首先,建立了固体填充床储热装置储热效能数据集,基于此训练了可准确预测装置储热效能的人工神经网络模型;其次,采用SHapley Additive exPlanation方法对人工神经网络模型的预测进行解释,量化了材料物性、装置结构尺寸以及运行参数对装置储热效能的影响;最后,建立了固体填充床储热装置储热效能关联式,基于储热效能关联式提出了适用于多种储热场景的填充床储热装置设计流程,并以西班牙Andasol 1光热电站中的储热装置为实例进行了计算分析。研究结果表明:储热效能关联式计算结果与数值模拟结果的相对偏差在10%以内,可用于填充床储热装置储热效能的快速计算和准确预测;与传统数值模拟方法相比,所提方法的计算效率提高了5个数量级,设计方案经济上可行,证明了该储热效能关联式在工程实践中的便利性和实用性。

抽气速率对真空冷却机捕水效果的影响

真空泵的抽气速率和捕水器的捕水能力是决定真空冷却效果的关键因素。为了找到二者的最佳配合方式,课题组基于自主设计的变频真空预冷机(配有一个气流路径可调的捕水器),采用3种抽速方案进行实验。结果发现:适当地改变抽速对捕水效率和失水率有显著影响(P<0.05),尤其是采用慢抽速方案可以使捕水效率提高3倍,使失水率减小78.75%。该研究可为真空冷却泵进一步降低能耗、提高产品冷却效果提供参考依据。

基于行业调研的新型制冷剂回收机系统设计

目前国内制冷行业环保意识普遍缺失,在生产使用过程中制冷剂的乱排滥放现象严重,而国内目前尚无成熟的制冷剂回收体系对制冷剂的回收处理进行规范,也没有完善的法规和直管部门对制冷剂乱排放行为进行约束,同时,现有的制冷剂回收机回收速度不尽完美,这些均导致整个行业及制冷空调厂商对制冷剂的科学使用与回收的环保意识和责任心的缺失。上海雾霾等环境问题日益恶化,而《蒙特利尔议定书》中规定的中国的HCFCs淘汰目标日益接近,在该背景下对上海市制冷空调行业的2012—2013年间的制冷剂使用回收情况进行调研,并与之前的数据对比分析,为相关法规及体系的研究提供指导,同时,提出一种新型的制冷剂回收机设计理念促进制冷剂回收。