燃气机热泵系统不同联供运行模式一次能源利用率的分析

分析了燃气机热泵热电冷三联供系统节能的热力学原理及应用优势,探讨了不同季节采用不同的联供运行模式一次能源利用率PER的情况,并就影响PER的主要因素——废热回收率、热泵性能系数及用于发电的燃气能量占燃气总能量的比例的变动效应进行了模拟计算,给出了燃气机热泵不同联供运行工况下PER的对比及规律。

关于热泵一次能源利用率的计算与分析

发电环节按燃煤电厂考虑,针对空气源热泵热水供热系统进行了一次能源热效率和[火用]效率的计算和分析,结果表明:热泵机组COP分别为3和4时,其一次能源热效率均大于100%,但热泵机组的一次能源[火用]效率、热泵供热系统的一次能源[火用]效率都远小于100%。热泵供热系统的一次能源[火用]效率表征了热泵供热系统对一次能源[火用]价值的利用程度,可称为热泵供热系统的一次能源利用率。而热泵机组的COP及其一次能源热效率虽然不能直接反映一次能源价值的利用程度,但它们都与热泵供热系统的一次能源[火用]效率呈正比关系,所以也都可以用于对热泵供热系统进行能效比较和评价。合理降低热泵机组输出水温可以提高机组的COP,从而提高热泵供热系统的一次能源[火用]效率,实现相同供暖目标的一次能源消耗量减少。

分布式供能系统一次能源利用率影响因素

分布式供能系统一次能源利用率影响因素分布式供能系统能够提供灵活的能源供给,但目前已投运的分布式供能系统存在着运行效率低、经济效益差的缺点。为了提高分布式供能系统一次能源利用率,以佛山供电局3栋大楼为依托,建成一个高效的天然气冷、电联供示范系统。针对示范系统存在的一次能源利用率低、燃机排烟背压超限制等问题,对系统进行了主机改造和关联系统改造。改造后的试验数据表明,分布式供能系统全年一次能源利用效率取决于:主设备本体的效率、烟气尾部余热利用程度、设备负荷率和年运行时间。

沼气发动机驱动的热泵能源利用率计算

沼气发动机驱动的热泵(BHP)是一种节能环保型装置,与电动压缩式热泵相比,其主要动力源不同。该装置能充分回收利用沼气发动机余热。通过对BHP系统的构建及一次能源利用率(PER)的计算,分析了BHP系统的经济性及其对环境保护的作用。结果表明:不论从节能还是从环保方面考虑,BHP系统都具有明显的经济价值和环保效益。

燃气机热泵余热利用理论分析

对燃气机热泵余热利用方式进行了理论分析,从能量平衡角度分析了除霜的可行性,计算结果表明：除霜热量占余热回收总量的比值为6.5%~9.5%;在不同的除霜周内,制冷剂气化热量占回收余热总量的比值变化较大,最大不超过45%,从能量角度利用余热除霜是可行的;燃气机热泵的Cop可以提高30%,一次能源利用率在1.3~1.8,可见利用余热供热对提高燃气机热泵的性能系数具有重要的意义。

热泵在开发可再生能源领域的作用及其贡献率的计算方法

热泵是可再生能源的"开采机械",可以用一份电能或机械能,得到数倍的可再生能源,是重要的节能和环保技术。随着我国能源需求剧增和电力工业的快速发展,需要提高我国可再生能源的比例,热泵技术有着极其重要的作用。本文介绍了欧盟把热泵技术列为可再生能源的政策,进而说明了我国相应的政策。通过对我国燃煤电厂的发电效率和电网的输电效率的数据进行分析,得出热泵是获得可再生能源的一种技术。文中提出了我国热泵一次能源倍数α和可再生能源贡献率β两种计算方法供业内参考。由于电厂的烟气排放指标远比一般燃煤锅炉严格得多,用热泵代替燃煤锅炉可改善大气质量。因此本文建议把热泵可再生能源贡献率的计算方法写入国家标准,以促进我国热泵制造产业,大力推广热泵节能技术。

分布式能源站系统仿真研究

针对分布式能源系统主要的配置形式内燃机+烟气热水型溴化锂机组进行仿真模拟,分别对内燃机和溴化锂机组进行数学建模,通过工程计算软件EES计算得到空气燃料比与环境温度对分布式能源系统的一次能源率和节能率的影响变化规律,为实际工程的运行起到一定的指引作用。

某分布式能源系统能效分析

基于我国对能源发展要求高效利用和环保的基本国情,以及分布式能源对国家能源发展目标的极大契合,提出了一种针对分布式能源系统能效分析的方法。首先建立分布式能源的系统构架,然后以进出系统能量守恒为依据,基于热力学第一、二定律建立能量平衡和平衡方程,得到分布式能源系统及常规热电联产系统能效数值结果;最后算例结果得出,分布式能源系统在能量数量(一次能源利用率)和能质(效率)两个方面的利用效率都远高于常规热电联产系统;结果还得出,分布式能源系统较常规供能系统具有巨大节能效益,能产生良好的综合能源利用效益。

楼宇型分布式能源系统调峰设备的优化选择

简要介绍楼宇型分布式能源系统的构成和常规调峰设备配置方案,阐述了调峰设备的选型原则及系统评价指标,并结合某工程为例,对分布式能源站不同调峰设备选配方案进行了分析比较。

燃料驱动无电热泵系统的节能模拟与运行经济性分析

创新性提出了一种燃料驱动无电热泵系统(NEHP)的热泵新技术,NEHP使用一套系统解决了夏季供冷、冬季供暖、生活热水及一定量生活用电,是一种可冷热电多联供的分布式能源系统。本文从原理及设计思路上对NEHP新技术进行了具体说明,对NEHP技术应用的节能性进行了模拟计算,并对运行经济性作了全面分析。NEHP技术适宜应用于缺电和无电地区,具有电热泵(EHP)无法比拟的适用性优势,也适用于燃气与电力均较为充裕的地区,具有广阔的应用场景。对于使用燃气的NEHP-G系统,若气电比rge小于某一数值,则在供热或供冷方面NEHP-G将比EHP具有更低的运行费用,其中额定制热时该值为4.17,额定制冷回收与不回收余热时该值分别为5.62和3.06。以重庆地区2021年商业气价与电价为例,NEHP-G在制热季可节省费用42.17%~47.49%,在制冷季回收与不回收余热可分别节省费用48.22%与32.26%。

基于R410A制冷剂的空气源燃气热泵系统制冷特性

该文搭建了使用R410A制冷剂涡旋式压缩机的高能效空气源燃气热泵实验平台。在实验台上进行不同进水温度tw,in(8.8~18.8℃)、发动机转速Neng(1400~2400 r/min)、环境温度Tamb(24~43℃)、进水流量Gw(9.16~18.32 m^(3)/h)影响下的制冷特性研究,得到制冷量(Qc)、耗气功率(P_(gas))、压缩机功率(Pcomp)、一次能源利用率(RPER)、总一次能源利用率(RPER,all)及性能系数(RCOP)的变化规律。结果表明,RPER受RCOP与发动机热效率η_(eng)的双重影响,制冷运行时RPER、RPER,all与η_(eng)分别处于0.935~1.224、1.388~1.720与27.56%~35.25%之间。由不确定度分析可得Qc、P_(gas)和RPER的相对不确定度分别为5.61%、1.00%和5.70%,表明系统测试结果稳定可靠。

空气源燃气热泵系统多制热运行模式下余热回收特性

燃气热泵(GHP)是一种高效的天然气分布式能源系统,可通过回收发动机余热而显著改善空气源热泵在冬季低温制热量大幅度衰减的不足。本文在自行设计并搭建的使用R410A制冷剂开启式涡旋式压缩机的GHP实验平台上,针对额定制热和超低温制热两种环境温度T_(amb)(7℃和-15℃),研究了不同制热运行方式(mode-1~mode-4)对GHP系统制热性能参数的影响。结果表明,相比不进行余热回收的制热模式(mode-1),进行余热回收的制热模式(mode-2~mode-4)可明显提升系统的制热性能,mode-4是一种更优的制热运行模式。在mode-4下,当环境温度为7℃与-15℃时,一次能源利用率分别为1.552和0.983,回收的余热量占总余热量的百分比(R_(rec,res))分别为64.15%和50.63%,回收的余热量占总制热量的百分比(R_(rec,h))分别为28.97%和36.58%,系统的余热回收效果优良。相比于额定制热下的R_(rec,res)与R_(rec,h),超低温制热下回收的余热量占发动机总余热中的比例相对较小,但占总制热量的比例相对较高。

燃气热泵系统在过渡季节制备生活热水的性能研究

研究了燃气热泵(GHP)系统在过渡季节制备生活热水的性能特性,分析了发动机余热回收对GHP系统性能的影响。在不同环境温度(15~24℃)和进水温度(37.7~47.8℃)下,考察回收与不回收发动机余热模式对生活热水制热量(Q_(h))、耗气功率(P_(gas))及一次能源利用率(r_(PER))的影响规律。结果表明,随着环境温度的升高,P_(gas)减小,而Q_(h)和r_(PER)呈现递增的趋势;随着进水温度的升高,P_(gas)增大,而Q_(h)和r_(PER)呈现递减的趋势。其中环境温度20~24℃与进水温度37.7~47.8℃为Q_(h)的不敏感区间,在环境温度为24℃和进水温度为37.7℃条件下,r_(PER)高达2.004。GHP系统的余热回收量分别占总制热量和发动机总余热的25.00%~30.16%和62.17%~71.56%,系统的余热利用率高。

基于微网多能源互补分布式能源站的节能分析

针对基于微网多能源互补分布式能源站的2种典型工况进行节能分析,结果表明:分布式能源系统一次能源综合利用率平均为58.4%,而常规能源系统一次能源综合利用率平均为39.01%,平均效率提高了19.39%,平均节能率为33.05%,且随着用户端供冷(热)量需求增大,一次能源综合利用效率将随之提升,节能效益更加明显。

供热空调系统方案的多目标综合评价研究

分析了6种供热空调系统方案在3种不同运行情况下的一次能源利用率PER,得出燃气热泵的PER最高.但在供热空调系统可行方案的优选中,方案的选择受多种因素影响,其中许多不能量化的指标常被忽略,决策时产生偏差.利用多目标决策的方法,对多目标系统进行优选,从环境因素、成本因素和性能因素等方面对6种采暖空调系统方案进行综合评价研究,给出了方案选择的指导性意见,提高了方案决策的合理性和科学性.

冷热电联供系统的设计、运行及分析

冷热电联供作为一种分布式供能系统,实现了能源的梯级、高效利用,是目前电力工业和能源产业的重要发展方向。通过介绍常用冷热电联供系统方案及其原理,并针对各个方案的优缺点结合项目需求,使用了带有蓄能环节的冷热电联供系统设计方案,实现了能量使用的削峰填谷。同时,对系统内主要设备的选型、配置原则以及系统主要运行方式、运行工况进行了详细阐述,通过对系统的电气运行方式及相应控制策略的分析,建立了冷热电联供自动运行控制系统。最后,以蓄热工况实验为例,对系统运行性能及影响因素进行了分析,并给出了实验数据及分析结果。通过实验运行显示,系统一次能源利用率达到了70%,系统运行安全可靠。

城市污水源热泵系统的节能与环保评价法

基于工程实践参数,定量比较了城市污水源热泵与其他冷热源的一次能源利用率。在单位污水量条件下,提出了一次能源用能系数与节能系数概念,给出了计算式,做了定量对比计算。基于节能系数概念,评价预测了节能与环保效益。研究表明,污水源热泵系统全年一次能源利用率达1.2,以用能与节能系数概念能有效地评价节能与环保价值,供暖用能系数为1.33,以100m3污水供暖或制冷可分别减少CO2排放量为1.5、0.4kg。

热泵废热再生转轮除湿空调系统的性能研究

建立空气源热泵与小型固体除湿转轮相结合的复合机组,利用压缩机的高温排气和冷凝热作为转轮除湿剂的再生能源,并应用于新风量较小、湿负荷较低的居住建筑。对热泵的排气温度与能量利用特性进行分析并对热泵废热利用情况下的除湿转轮进行模拟与实验研究,结果表明在夏季冷却除湿工况下,热泵系统的废热足够实现除湿转轮的再生并满足室内湿负荷的要求。将复合机组的一次能源利用率与传统系统进行对比,在冬季工况下,复合机组的一次能源利用率相较于空气源热泵高25%;在夏季工况下,复合机组的一次能源利用率相较于空气源热泵高36%。

燃气压缩式热泵空调系统的实验研究

对采用燃气机驱动的压缩式热泵空调系统进行安装、改造及运行实验,实验的内容主要包括发动机系统的运行特性、热泵系统、整体系统的性能特性。实验结果表明,燃气机热泵是一项高效节能技术,在实验条件下其平均一次能源利用率PER为1.42;而且部分负荷特性好,可以良好的实现变速调节。

燃气机热泵供热性能规律的理论和实验研究

燃气机热泵（gas engine-driven heat pump）是一种节能环保的供热系统。为了研究燃气机热泵的能源利用效率,利用构建的燃气机热泵实验台,通过理论分析和实验测试研究了燃气机转速、冷凝器进水流量、冷凝器进水温度对系统性能[供热总量、制热性能系数（COP）以及一次能源利用率（PER）]的影响规律。结果表明：燃气机热泵系统供热量随着冷凝器进水流量、燃气机转速的增加而增加,随着冷凝器进水温度的提高而减少。COP和PER随着燃气机转速和进水温度的升高而减少,进水流量对系统性能系数的影响较小。回收的余热占燃气机热泵系统总供热量的40%左右,在考虑余热回收的情况下,燃气机热泵的一次能源利用率在1.15~1.47之间。