三热源热布朗热变换器的生态学性能优化

基于[火用]分析的生态学函数,研究了三热源热布朗热变换器循环的生态学性能。导出了生态学函数的解析式,并研究了循环在最大生态学函数目标下的供热率和供热系数特性。通过与供热率目标下的性能进行比较,说明了生态学函数作为优化目标时三热源热布朗热变换器的性能优势。结果表明:通过调整势垒高度和外力,可使三热源热布朗热变换器工作在最大生态学函数目标下。当以生态学函数代替供热率作为优化目标时,三热源热布朗热变换器可以以牺牲较小的供热率为代价,换取供热系数的较大提升。

高温双再生器型吸收式热变换器热力循环分析

提出一种新型以溴化锂溶液为工质的高温双再生器型吸收式热变换器(HDAHT)循环系统,该系统在高温单级吸收式热变换器循环中再生器和冷凝器之间增加了第二级再生器.HDAHT系统可以将高温废热源的温度进一步提高至有用温位.对HDAHT内各参数对系统性能系数COP的影响进行了模拟计算.计算结果表明,系统性能系数COP随着蒸发温度、低压再生器温度和溴化锂溶液中间浓度的升高而增大,随着吸收温度、高压再生器温度和溴化锂稀溶液浓度的升高而减小.在适合的操作条件下,本循环的系统性能系数COP达到了0.61,是高温单级吸收式热变换器的1.2倍.所得到的这些规律将为高温吸收式热变换器设计系统优化提供必要的理论依据.

结合制冷的新型吸收式热变换器热力分析

提出了一种能同时制冷的溴化锂喷射-吸收式热变换器系统。根据热质平衡理论和喷射器理论,对该新型系统进行了热力学模拟,分析了各参数对系统性能的影响。并将该系统用于回收55℃的废热,解决同时需要制热、制冷场所的冷、热源问题。结果表明:废热先流经蒸发器的串联流程的性能优于其它流程;低压蒸发器内冷冻水出口温度越高、冷凝器中冷却水出口温度越低,系统性能越好;而吸收器中用户供水温度越高,系统制热火用效率ηr越大,系统能效比COP却越低。

颗粒分布对吸附热变换器内传热传质的影响

采用直接接触法提高吸附热变换器内的传热传质速率,回收热水直接生成过热蒸汽。对蒸汽生成过程进行数值建模,耦合质量、能量和动量方程。气液固的三相计算被合理简化成两个由一个移动水-气界面连接的两相区域计算。模拟研究填充床内的沸石颗粒分布如松散-密集型和密集-松散型对蒸汽生成的影响。两种填充床生成蒸汽的总质量相同。密集-松散型生成蒸汽的时间短,但生成速率快。密集-松散型生成蒸汽与入水的时间比值为58.8%,生成的蒸汽均保持在峰值,最高温度达249℃,系统整体温升达139℃,而松散-密集型生成的蒸汽仅有1/3保持在峰值。密集-松散型出口处与水-气液面产生蒸汽的质量比值大,表明该床层的颗粒分布更有利于蒸汽的快速通过。

高温吸收式热变换器热力学性能实验研究

建立了一套5 kW溴化锂高温吸收式热变换器实验样机,其最高输出可用热温度超过200℃,温升大于40℃。实验考察了蒸发温度、再生温度、吸收温度和系统温升对系统性能系数COP的影响,其主要部件在150 205℃以高温高压操作,并辅以表面抗蚀技术,有效减缓了溴化锂溶液的腐蚀作用。实验结果表明,随着蒸发温度增加,COP增加;随着再生温度增加,COP先增加后略微减小;随着吸收温度增加,COP先增加后减小;COP随着系统温升增加而减小。

操作参数对吸附热变换器生成高温蒸汽的性能影响分析

选用13X型沸石和水作为工质对,采用直接接触换热法,研究操作参数对利用低品位余热直接生成高温蒸汽系统性能的影响。当进水温度从65℃升至85℃时,制热系数COP_h(coefficient of performance for heating)提高24.45%;当干燥气温度由110℃升至150℃时,蒸汽最高温度提高45℃,系统温升提高21℃,生成蒸汽质量提高89.25%。结果表明:降低干燥气湿度、提高沸石初始温度、进水温度、干燥气温度,均能够提高生成蒸汽最高温度和质量。提高进水速率,适当减少干燥时间可以增大循环过程的制热效率SHP(specific heating power)。

高温LiBr双吸收式热变换器分析

基于热力学第一、第二定律建立了高温LiBr双吸收式热变换器热力学模型.模型考察了系统各操作温度、循环倍率(Rf)、溶液热交换器换热效率(Ef)和系统温升(Tgl)对系统性能(ECOP)、主要部件损失(Ed)和总损失(Et)的影响.结果表明,吸收器和再生器是整个系统损失最大的部件;ECOP随着再生温度、蒸发温度、吸收-蒸发温度和溶液热交换器换热效率增加而增加;随着吸收温度、冷凝温度、循环倍率和系统温升增加而减小.为了获得较好的系统性能,系统温升不应该超过72K.

回收合成橡胶凝聚余热的吸收式热变换器

针对工业化吸收式热变换器装置 ,分析了各单元组件的传热特性系统的性能系数和技术经济指标。在设计给定的操作状态下运行时 ,装置的性能系数 (COP)平均值为 0 .4 7,投资回收期大约 2a。利用工业吸收式热变换器装置回收胶厂凝聚废热 ,不但节省了能源 ,而且还可减少燃烧废气的排放及对周围的热污染 ,值得进一步开发和推广。

不可逆热变换器的基本优化关系及其应用

提出不可逆热变换器循环模型，导出其泵热率与泵热系数间的优化关系，并将它应用于太阳能热泵系统，确定了系统的总性能系数及太阳能集热器的最佳工作温度．

不同传热规律时不可逆吸收式热变换器循环性能

建立了考虑泵热空间到环境的热漏、工质循环的内部不可逆性以及工质和热源之间传热遵守Qoc△(Tn)传热规律时的不可逆四温位吸收式热变换器循环模型,导出了循环泵热率和泵热系数的一般关系:并导出了线性唯象传热定律时循环泵热率和泵热系数的基本优化关系、性能极值、循环中工质的最佳工作温度和换热器传热面积的最佳分配关系;通过数值算例分析了传热规律、热漏和内不可逆性对循环性能的影响规律,比较了传热面积最优分配前后循环的最优性能。

太阳能热变换器制蒸汽系统性能研究

构建了一套蒸汽产量为1 t/h(制热功率为620 kW)的太阳能辅助吸收式热变换器(solar assisted absorption heat transformer,SAAHT)制蒸汽系统,探讨了太阳辐照强度、环境温度以及蒸汽凝水回收率对制热量和系统热效率的影响。结果表明,当太阳辐照强度由200 W/m2增加到1 000 W/m2时,系统热效率提高20.4个百分点,制热功率增加1 090 kW;当环境温度由15℃升高到33℃时,系统热效率先由26.6%缓慢增大至27.8%,然后快速下降至9.27%,制热功率先由593.6kW增大至619.5 kW,然后下降至206.6 kW。当蒸汽凝水由不回收变化到全回收,系统热效率提高2.75个百分点,制热功率增加61kW。研究提出不同太阳辐照强度、环境温度以及凝水回收率条件下系统最佳集热温度。经济性分析结果表明,该系统产汽成本为162元/t,其替代燃油锅炉和燃气锅炉时,投资回收期介于1.95年和6.70年之间,与燃煤锅炉相比,没有明显的价格优势,但CO2减排量突出。

TFE-E181双吸收热变换器热力过程分析

以TFE-E181(三氟乙醇-四甘醇二甲醚)为工作流体,采用一种新的溶液循环方式研究了大温升、双吸收式热变换器的热力循环性能.计算结果表明,与传统循环相比,该双吸收热变换器不仅具有更宽的操作范围,而且具有更高的性能系数和灯用效率,发生器产生的单位质量工质在吸收器中输出的热量和输出的灯用也更高,其提高的幅度随吸收温度的增高而变大.当温升为60℃时,其性能系数为0.22,灯用效率为0.45,单位质量TFE的制热量为130kJ/kg.同样条件下,以H2O-LiBr为工质对的双吸收式热变换器,其性能系数为0.32,灯用效率为0.66,单位质量的工质水的制热量为1250kJ/kg.此外,还分析了吸收温度、吸收蒸发温度对系统的性能系数、灯用效率、循环倍率、分流比的影响规律.

具有新的溶液循环双吸收式热变换器火用分析

依据溴化锂溶液的热力学性质和热力学第二定律,对具有一种新的溶液循环的双吸收式热变换器的热力过程进行了火用分析.结果表明:与普通循环相比,新的溶液循环不仅具有更高的性能系数和火用效率,而且吸收蒸发器具有更宽的操作范围.当热源温度、冷凝温度和吸收器的温度分别为70、25和150℃时,普通循环的火用效率是56.2%,而新循环的火用效率是65.7%.当在吸收蒸发器和再生器之间增加第二溶液热交换器时,新循环的火用效率可以达到69.6%,而且吸收蒸发器的操作范围进一步增加.同时也讨论了其他操作参数对系统火用效率的影响.

内可逆四热源吸收式热变换器生态学最优性能

基于能量分析的观点 ,建立了反映四热源吸收式热变换器泵热率与熵产率之间最佳折衷的生态学准则 ,导出了线性 (牛顿 )传热定律下生态学目标与泵热系数的优化关系、最大生态学目标值及其相对应的泵热系数、泵热率和熵产率以及最大泵热率时的生态学目标和熵产率。通过数值算例分析得到了吸收式热变换器的生态学优化准则。计算发现 ,与最大泵热率目标相比 ,最大生态学目标牺牲了 2 7.3%的泵热率 ,使循环熵产率降低了 77.0 % ,泵热系数增加了 55.4 % 。

内可逆四热源吸收式热变换器的基本优化关系及其性能分析

应用内可逆四热源吸收式热变化器循环模型,分析热变换器受传热不可逆性影响时的基本性能。导出了牛顿传热定律下循环的比泵热率和泵热系数的基本优化关系以及工质的最佳工作温度和传热面积的最佳分配关系。由此讨论了循环的各种优化性能,并通过数值算例,得出循环参数对循环特性的影响规律。所得结果对实际四热源吸收式热变换器的优化设计具有一定指导意义。

三热源内可逆热变换器比供热率优化

针对经典热力学分析方法的不足 ,根据热变换器的功能、投资等方面的特点 ,按照内可逆联合卡诺循环模型 ,利用有限时间热力学理论方法 ,导出了吸收式热变换器比供热率与操作参数、比供热率与热力学性能系数的优化关系 ,从而使优化结果兼顾了系统用能的合理性和与总传热面积相关的反映设备投资回报的经济性指标 。

基于分析的不可逆变温热源四温位吸收式热变换器循环生态学性能

基于分析的观点,建立变温热源、不可逆、四温位吸收式热变换器的生态学目标,导出其生态学目标、泵热系数、泵热率和基本特性参数的一般关系式。该模型考虑热源热容量有限、热源与环境间的热漏、内部工质循环的不可逆以及热源与循环工质间的传热热阻。给出热导率和传热面积优化分配后循环的生态学性能,并进一步分析基于能量分析的生态学目标和基于分析的生态学目标性能的区别。

不可逆四热源吸收式热变换器的最优性能

在恒温内可逆四热源吸收式热变换器循环模型的基础上,建立了线性(牛顿)传热定律下考虑泵热空间向环境的热漏、工质的内部牦散以及工质与外部热源间的热阻损失的不可逆四热源吸收式热变换器循环模型。导出了在总换热面积一定的条件下,循环泵热率和泵热系数的基本优化关系、最大泵热率和相应的泵热系数、最大泵热系数和相应的泵热率以及最佳工质工怍温度和最佳换热面积分配关系。

低品位余热回收的立式降膜吸收式热变换器研究

内燃机分布式能源系统中,90℃~99℃缸套水带走的热量约占系统输入热量的30%,利用吸收式热变换器(AHT)可以有效提升缸套水余热品位。本文提出一种由内燃机缸套水余热驱动的AHT的设计方法,研制了制热功率为20 k W的立式降膜AHT机组,并提出集成热变换器的分布式热电联产系统,利用烟气和缸套水余热生产过热蒸汽,实现节能。

传热规律对内可逆四热源吸收式热变换器性能的影响

建立了传热规律为Q∝△ (Tn)时内可逆四热源吸收式热变换器循环模型 ,导出了循环泵热率和泵热系数之间的一般关系 ;并导出了传热服从线性唯象定律时的基本优化关系、性能极值、循环中工质的最佳工作温度和换热器传热面积的最佳分配关系 ;通过数值算例分析了传热规律对循环性能的影响规律 。