State Preparation in a Cold Atom Clock by Optical Pumping

We implement optical pumping to prepare cold atoms in our prototype of the ST Rb space cold atom clock, which operates in the one-way mode. Several modifications are made on our previous physical and optical system. The effective atomic signal in the top detection zone is increased to 2.5 times with 87% pumping efficiency. The temperature of the cold atom cloud is increased by 1.4 μK. We study the dependences of the effective signal gain and pumping efficiency on the pumping laser intensity and detuning. The effects of σ transition are discussed. This technique may be used in the future space cold atom clocks.

严寒地区空气源热泵耦合电磁能系统模拟运行研究

目的 为了促进空气源热泵耦合电磁能供热系统在严寒地区住宅建筑中的应用,研究该系统的运行性能和稳定性。方法 以沈阳地区某住宅建筑为例,应用Trnsys软件建立了空气源热泵耦合电磁能供热系统仿真模型,并用实测值对模型进行了验证;深入探讨空气源热泵耦合电磁能供热系统在供热期的运行特点,并与空气源热泵和电磁能供热系统分别进行比较。结果 空气源热泵耦合电磁能供热系统模型可靠,相对误差可以控制在15%以内;在供热期,室内平均温度可保持在17.97~21.84℃;空气源热泵耦合电磁能供热系统比电磁能供热系统的COP提高了59.17%,空气源热泵耦合电磁能供热系统CO_(2)减排量比空气源热泵和电磁能供热系统分别提高1.47%和59.50%。结论 空气源热泵耦合电磁能供热系统运行和COP变化更为稳定,系统环境效益更佳,室内热舒适性更高。

基于单片阻抗一致性吹扫的燃料电池低温冷启动策略研究

车用石墨板燃料电池低温冷启动能力弱,是影响燃料电池技术在北方寒冷地区大规模推广的重要瓶颈。饥饿自升温是一种常见的低温冷启动策略,其基本原理是通过降低反应物供应速率来增加过电势,短时间在电池内部产生大量热量从而实现快速升温。该方法原理简单,但对电堆单体初始含水量一致性要求高、且易出现单片反极和尾排氢浓度超标的情况,影响系统安全性和电堆耐久性。针对上述问题,课题组研制了单体多通道交流阻抗在线测试装置,提出了面向单片阻抗一致性的电堆优化吹扫策略,建立了基于定电压变流量泵氢控制的低温冷启动方法,实现了低温启动瞬态过程的高产热、高安全、高动态的电压、电流、进堆/旁通空气流量的多目标多参数的耦合协调控制。台架实验结果表明,采用优化吹扫策略后,单片阻抗间最大差值由0.7降低至0.2 mΩ以下;燃料电池发动机系统可实现124 s内-40℃下快速启动,且重复性好。相关技术在北京冬奥会燃料电池示范中获得了应用,验证了其有效性。

基于蓄热装置辅助的燃料电池电动车供暖系统动态仿真

为了辅助燃料电池车辆预热,提升燃料电池在低温下的冷启动速率以及降低电动车能耗,该文提出了一种基于热泵和蓄热装置联合的燃料电池电动车供暖方案,并开展了燃料电池车辆系统动态仿真研究,对比了有无蓄热装置辅助的系统对车辆运行过程的影响。结果表明:在寒冷运行环境下,蓄热装置可确保驾驶循环工况下循环冷却液热量来源的连续性,相较于无蓄热装置的热管理系统,热泵和蓄热联合供暖方案可使空调系统能耗下降26%;利用蓄热装置辅助的供暖系统能够改善燃料电池电动车的冬季冷启动特性,优化车辆电池系统的热管理。

跨季节土壤蓄冷-土壤源热泵系统长期运行特性实验研究

为解决土壤源热泵在长期运行条件下土壤热失衡导致的运行效率下降问题,针对夏热冬冷地区的特点,提出一种利用室外风机盘管将冬季或过渡季室外空气中的冷量存储于土壤中的跨季节蓄冷-土壤源热泵系统。利用地埋管换热系统的相似模型实验台,进行了系统运行3年的供冷、供暖、蓄冷工况实验,综合分析了埋管进出口水温、气温、土壤温度、土壤及埋管换热量、单位埋深换热量等参数,研究系统的长期运行特性。研究显示:3年的土壤平均温度分别上升0.14℃、0.22℃、0.20℃,总体来说升高幅度较小;蓄冷时的室外气温越低、土壤与室外空气的温差越大,蓄冷效果越好;埋管进出口平均温差、土壤平均温度变化、土壤换热量、埋管换热量、单位埋深换热量的大小关系一致。研究结果表明,跨季节蓄冷维持了土壤的长期热平衡,系统的长期运行效果较好。

塔式太阳能热发电站冷盐泵振动机理及处理方法

针对塔式太阳能热发电站共性存在的冷盐泵振动问题,对塔式太阳能热发电站的冷盐泵支撑平台结构形式进行了分析,剖析了振动机理,发现了振动原因,并提出了“治标”方案和根本解决方法。研究结果表明:由于熔盐动能和动量很大,熔盐运行系统中较多的弯道导致流体在流动时产生巨大冲击力,是形成振动的激振源;同时,冷盐泵所处的悬臂梁结构支撑平台存在刚度差的问题,容易导致冷盐泵与平台设备的整体晃动。从设计角度减少弯道数量并增加支撑平台刚度是解决振动问题的有效手段,可对塔式太阳能热发电站的设计和安全运行提供帮助。

空气源能源塔与空气源热泵机组在寒冷地区供暖的应用分析

建筑电气化替代是实现“双碳”目标的重要途径。空气源热泵机组是寒冷地区供暖电气化替代产品的重要选择。为了解决空气源热泵机组在推广应用中自身结霜、低温适应性的技术问题,以及“供给侧”与“使用侧”之间的适应性问题,在理论研究的基础上,选择典型应用项目案例进行数据测试。通过数据统计分析“开式能源塔”、“闭式能源塔”、模块机组3种不同型式的空气源热泵机组在不同室外环境温度、空气湿度、供水温度等状况下机组运行性能的差异,剖析现有问题,提出解决方案,并提供不同类型空气源热泵机组的应用建议,以期为空气源热泵机组在寒冷地区零碳建筑、近零碳建筑中冬季供暖应用提供实际运行数据参考。

阵列低环温空气源热泵外流场模拟研究

建立了无墙面阻碍和有墙面阻碍情况下低环境温度空气源热泵六列四行的阵列物理模型,对以261.15 K为名义工况下的空气源热泵外环境流场进行三维数值模拟。对比研究不同水平风速下蒸发器换热面入口空气温度和换热量,分析冷风回流现象对低环温空气源热泵传热性能的影响,指出最恶劣工况机组的位置。环境风存在阻碍风机出口冷空气的扩散,使风机出口偏转角增大,导致冷空气在风机上部堆积,阵列内部以及背风侧的机组冷风回流现象更加明显。结果表明:当机组横向间距为0.6 m时,水平风速分别从0 m/s增至5 m/s,阵列机组最低入口空气温度比环境温度低2.44~3.69 K,平均换热量下降1%~6.2%,平均入口空气温度比环境温度低0.78~1.57 K;当机组距墙间距为0.6 m时,水平风速分别从0 m/s增至5 m/s,阵列机组最低入口空气温度比环境温度低3.51~4.14 K,平均换热量下降5.9%~11.5%,平均入口空气温度比环境温度低1.29~1.98 K。在此基础上对不同横向间距、不同距墙间距下阵列空气源热泵进行模拟,结果表明:增大横向间距或距墙间距均能改善阵列低环温空气源热泵机组的换热。当横向间距增至1.2 m,阵列机组平均换热量可达原来机组换热量的96.5%以上;距墙间距增至1.2 m,阵列机组平均换热量可达原来机组换热量的91.3%以上。横向间距或距墙间距为1.2 m为较好安装间距。

雅砻江流域水风光一体化示范基地抽水蓄能电站建设中关键技术与研究

在“双碳”战略发展目标驱动下,抽水蓄能电站开发进程加快。本文介绍了雅砻江流域水风光一体化示范基地抽水蓄能电站概况,开发建设过程中的高岩坎拆除、宽变幅水泵水轮机、下水库抽水可靠性、水-风-光-蓄多能互补一体化运行调度、高寒高海拔下电气设备绝缘电晕、水库防渗、高寒高海拔地区TBM及电动施工设备等关键技术的研究与应用情况,为高寒高海拔地区抽水蓄能电站的关键技术问题提供参考。

某酒店定频空气源热泵空调系统变流量调适实践

借助对武汉某酒店定频空气源热泵空调系统冷(热)源与末端双变流量一级泵系统调适,分析定频空气源热泵制冷最小流量特性、计算并测试了末端管路供回水压差,分析变频水泵频率特性,制定了空气源热泵与末端用户双变流量系统控制策略,将系统水流量按照热泵台数分为5个挡位满足热泵最小流量,冷冻水温度控制在6~15℃之间,室内温度24~27℃,相对湿度45%~65%,在满足舒适性条件下,与传统冷源定流量、末端变流量运行相比,水泵节能57.5%,热泵节电6%。

泵驱动的制冷剂相变冷板冷却系统实验研究

元器件的小型化和性能的提升使电子器件功率不断提高,优越的散热性能对于保证电子器件的可靠性具有重要意义。本文搭建了泵驱动的制冷剂相变冷板冷却实验系统,设计加工了4块不同材质(铜、铝)和流道高度(10、15 mm)的相变冷板,对散热功率为200~1000 W、热流密度为4.4~22.2 W/cm^(2)的集中热源在制冷能力为3~11 kW和不同热源位置时的冷板换热性能、阻力特性及泵功耗进行了研究。结果表明:相变冷板换热性能优越,在应对散热量为1 kW、热流密度为22.2 W/cm^(2)的集中热源时,传热系数最高可达26 kW/(m^(2)·℃),在系统总阻力小于20 kPa、制冷剂泵功耗小于20 W时可以实现模拟热源表面与制冷剂温差小于15℃,可以利用天然冷源进行散热,实现节能;相变冷板的换热特性可由翅片效率计算式和Kandlikar传热关联式进行描述,使用理论公式计算出的冷板温差与实际值偏差小于1℃,可以指导冷板流道设计。

武汉某国际商务区暖通空调冷热源工程设计

武汉某国际商务区江水源能源站项目被评为湖北省2019年建筑节能示范工程,本文对该项目的暖通空调冷热源工程设计进行了介绍,阐述了采用可再生能源——江水为冷、热源、利用热泵技术为商务区提供空调用冷、热水的方案,介绍了冬季供冷的四管制设计思路,同时对空调水系统进行了设计,阐述了采用二次泵+一次泵变流量设计的合理性等;设计内容可为大规模商务区集中供冷供热的暖通空调冷热源系统设计提供参考。

1000 MW超超临界机组冷端系统运行优化

为平衡冷端系统对火电机组发电功率及厂用电率的影响,提高机组的经济性,提出一种基于实时调控的循环水泵运行优化方法,分析循环冷却水流量对凝汽器压力的影响,并通过现场试验得到了循环水泵在不同运行方式下的功耗变化及机组在950 MW、750 MW、500 MW负荷下的微增功率曲线。通过主动改变变频泵频率,实时监测凝汽器压力变化,结合循环水泵功耗变化和机组微增功率曲线,计算机组净出力变化,通过对循环水泵运行优化试验,寻找变频泵的最佳运行频率。试验结果表明,通过该方法能够得到机组在不同运行负荷下变频泵的最佳运行频率,所提方法能够有效提高机组的经济性。

寒冷地区农村低温空气源热泵运行特性试验研究

为获得低温型空气源热泵在北方寒冷地区的实际运行特性,对河北省保定市一典型农村住宅安装的空气源热泵机组进行了为期3 d的供暖工况实测。分析测试数据发现:实测室外工况与机组额定工况差距显著,机组平均制热量与平均COP值高于额定值的主要原因是室外温度高于机组额定工况下的室外干球温度。在冬季阴雨雪天气工况下机组的平均制热量、不包含除霜情况下的平均COP值较晴天工况分别下降60.7%、53.4%,反映了机组在阴雨雪天气工况下的制热效果不及晴天工况。研究结果表明:低温空气源热泵机组制热量可以满足冬季供暖的基本需求,室内温度难以达到供暖设定温度是由机组除霜、压缩机频繁停机及建筑保温性能不佳所致。

保定市农村住宅空气源热泵供暖调研及分析

为了解寒冷地区农村“煤改电”项目实施成效,选取河北省保定市农村煤改电用户开展实地调研,分析了农村地区居民热水型空气源热泵的使用行为特征及供暖需求。结果表明:保定地区60%以上的农户供暖季空气源热泵热水机组的使用模式为全天开启,且农户在使用期间不对空气源热泵热水机组出水温度以及房间供暖末端进行调控的占多数;空气源热泵热水机组供暖条件下,农村住宅供暖区域一般为客厅和卧室,供暖室内温度主要集中在16~18℃;农户满意度调查结果显示,热水型空气源热泵总体上可以满足农户基本的供暖需求,供暖系统运行费用偏高与供暖房间热舒适性欠佳是目前热水型空气源热泵在保定农村地区实际应用中存在的主要问题。

空调水冷冷水制冷系统调适技术探讨

基于空调系统调适技术的发展现状,以空调水冷冷水制冷系统为研究对象,探讨了冷水机组、冷却塔和水泵的调试评价指标和效果验证方法,介绍了水冷冷水系统的常见系统形式和制冷机房常见问题及解决措施,以达到提高水冷冷水系统的整体运行性能、降低冷水系统运行能耗的目的。

严寒地区跨季节蓄热型太阳能-地源热泵系统研究

土壤热失衡问题会导致热泵性能下降.为解决这一问题,以大庆市某办公建筑为例,利用瞬态系统模拟软件TRNSYS对跨季节蓄热型太阳能-地源热泵系统进行采暖及制冷10年的数值模拟.结果表明:太阳能-地源热泵系统其土壤初始温度降为4.50℃,而跨季节蓄热型太阳能-地源热泵系统的土壤温度升到6.63℃.同时,太阳能-地源热泵系统的热泵平均COP为3.2,跨季节蓄热型太阳能-地源热泵系统的热泵平均COP为3.28,同比上涨2.5%.此时总耗电量减少4.44%,全年运行费用降低了5.54%,费用年值减少了1 257.69元.由此可见,跨季节蓄热型太阳能-地源热泵系统不仅可以有效缓解土壤热失衡问题,还能提高寒区地源热泵的性能并且减少能耗,经济性能好.

Broadband Vibrational Cooling of Cold Cesium Molecules： Theory and Experiments

一条宽带的使用，频率塑造了翻译联盟者寒冷铯分子上的第二激光最近表明了是也使自由的震动的度凉下来的一个很有效的方法的飞米。冷分子的一件样品，开始散布了超过几个震动的层次，因此被变成了汗衫 X 1Σ g 扎根了电子状态。我们的方法基于使所有激动的与足够宽广的一个系列的由激光光的重复的光抽占据了震动的层次，但是与一个空间轻调节的人在它的频率带宽限制了。以如此的一个方法，我们能从选择水平，分子在积累消除转变。在这篇论文，我们简短报导主要试验性的结果然后地址，以由计算机模拟的一个详细方法，观点为一“完成”分子冷却，也包括自由的旋转的度。因为抽的过程强烈取决于地面的相对形状，激动的潜力弯，通过不同激动的状态的 ro 震动的冷却理论上被比较。

沈阳市农村公共建筑空气源热泵供热系统运行策略研究

针对沈阳农村地区公共建筑清洁取暖改造需求,开展农村地区公共建筑现状调研,建立建筑物室内温度预测模型,优化农村公共建筑空气源热泵供热系统的运行策略。研究结果表明,空气源热泵供热系统可以满足严寒地区公共建筑的供热需求,采暖季应结合建筑蓄热特性充分利用谷电时间为农村公共建筑供热,PSO-BP仿真模型预测表明供水温度35℃时亦可满足采暖初、末期的供热需求。

水汽液化回收装置在柔性直流换流站阀外冷水自动化控制研究

柔性直流换流站阀外冷水温度,直接影响换流站的电能转换效果,为此,该文提出水汽液化回收装置在柔性直流换流站阀外冷水自动化控制方法。主循环泵将换流阀内升温的冷却水传输至冷却塔的换热盘管内,采用喷淋泵将喷淋池内水体喷洒至换热盘管表面,利用水汽液化回收装置,回收蒸发形成的水汽,通过主循环泵将降温后的冷却水传输至换流阀内,形成阀外冷水自动化循环控制。实验证明,该方法可有效自动化控制换流阀进水温度,且超调量较小,可有效降低喷淋水量,节约水资源,同时能够有效控制主循环泵的自动切换。