Advanced yolk-shell nanoparticles as nanoreactors for energy conversion

Yolk‐shell structured nanoparticles are of immense scientific and technological interests because of their unique architecture and myriad of applications.This review summarizes recent progresses in the use of yolk‐shell structured nanoparticles as nanoreactors for various chemical reactions.A very brief overview of synthetic strategies is provided with emphasis on recent research progress in the last five years.Catalytic applications of these yolk‐shell structured nanoreactors are then discussed by covering photocatalysis,methane reforming and electrochemical conversion.The state of the art research and perspective in future development are also highlighted.

计及P2G的综合能源系统CCUS容量规划

考虑到碳捕集利用与封存(CCUS)是对电转气(P2G)过程中二氧化碳(CO_(2))来源的细化,文中提出对综合能源系统(IES)进行电-氢-氧-甲烷-二氧化碳和虚拟二氧化碳等P2G过程的定性定量建模,以及对风-光-电动汽车-负荷等随机源荷进行时空聚类以深度挖掘IES氢源碳源潜力的CCUS设备容量规划模型。以阶梯正负碳交易、弃风弃光惩罚和年设备投资成本等的年综合成本最低为目标,以碳捕集、碳存储和甲烷化等CCUS设备功率容量限值为全局变量对电气平衡和能量耦合进行二次约束,经过混合整数线性化处理后利用Cplex求解。算例分析表明,源荷时空聚类可在典型日场景缩减时保留IES廉价碳源氢源特征,合理规划后的CCUS设备可兼具弃风消纳和碳减排功能,使P2G制取的天然气更具市场竞争力。

基于LED反光杯系统的优化研究

在照明系统设计中,接收面的均匀照明以及光能的充分利用一直是光源设计急需解决的问题。目前在LED光源设计领域中,通常采用斯派罗法则分析和微分方程计算的方式进行照明效果优化,这些方式的优化层面较单一,周期长且误差较大。为了加强LED光源系统优化效率,同步提高光源系统的光照均匀度和能量利用率,论文提出了基于光照均匀度评价函数、能量利用率评价函数和综合性评价函数的优化设计算法。运用数值分析方法对单光源系统的反光杯第二面圆锥常数K与曲率半径R进行优化调整,实现整个反光杯光源系统的光照均匀度和能量利用率的同步优化。研究结果表明:利用该文算法优化后的系统比未优化的光源系统光照均匀度提高了14.2%,能量利用率提高了16.75%,与理想值的接近度提升了14.42%,验证了优化方法的可行性。在此基础上,论文进一步研究多光源系统阵列间距对系统光照均匀度和能量利用率的影响,得出光源阵列系统的最优阵列间距,在此间距下的光照均匀度与理想值的接近度为44.84%,能量利用率为88.84%,最终实现了光照均匀度和能量利用率均较好的矩形阵列光源系统。

基于AHP-CRITIC的集中空调冷热源系统用能画像分析

近年来,随着集中空调系统的应用日益普及,空调能耗呈增长趋势。空调能耗在建筑运行能耗中占据较大的比重,一个合理的集中空调系统能够有效地降低建筑对能源的需求。为此,本文构建了集中空调冷热源系统用能特性评价指标体系。从冷/热能利用、电能利用、系统能效及碳排放特性4个方面构建了相应的评价指标,建立了包括目标层、准则层和指标层的指标综合评价体系。利用层次分析法(AHP)与客观权重赋权法(CRITIC)确定了指标权重并计算了综合用能特性分值,建立了集中空调冷热源系统用能画像。以某办公楼集中空调冷热源系统为例,得到了其夏季工况和冬季工况的用能画像结果,验证了所提方法的有效性。

机房空调蒸发冷节能降碳改造案例

在数字经济时代和“做好碳达峰、碳中和工作”的大背景下,如何做好通信机房能耗管控是关键,充分利用自然冷源是降低空调能耗的重要途径之一,蒸发冷则是一种高效的自然冷却技术。本文针对精密空调风冷却室外机的散热特点进行分析,结合蒸发冷相变吸取热,能够最大程度地改善散热效果,开展室外机风冷改为蒸发冷冷却改造,并对改造后节省能耗和安全性进行运行观察,解决磨合试点故障和不良现象,在兼顾安全的基础上,得出优化改造最良效果。

高速公路源网荷储一体化绿色供电系统规划方法与应用

集成应用分布式新能源、新型储能、柔性直流输配电等源网荷储技术装备,构建适用于高速公路长线型特点的绿色柔性供电系统,是交通用能低碳转型的重要路径。本文提出一种高速公路源网荷储一体化绿色供电系统规划方法,考虑交通负荷可扩展性和新能源出力随机性,通过全生命周期仿真模拟和边际效益分析对系统容量进行最优化配置。某典型高速服务区算例表明,所提方法兼顾规划准确性与计算可行性,实现交通动态增长的用能需求与随机波动的新能源供应之间的最优匹配,有效提升投资净收益。

空气源热泵供暖系统能效分析及系统配置探讨

提出了一种以整个供暖季为时间跨度的空气源热泵制热能效评价方法,得到了相对客观准确的空气源热泵系统供暖季综合能效比。研究结果表明,采用该评价方法有助于多能互补的空气源热泵供暖系统的经济分析、合理配置、控制策略优化提升。

浅析结霜对空气源热泵性能的影响

根据空气源热泵供暖实际工程运行数据分析了结霜对空气源热泵性能的影响。结果表明:空气源热泵用于供暖可提高能源利用效率;同时,结霜引起机组制热量衰减是空气源热泵运行期间无法避免的问题,正常结霜过程中制热量衰减率为10%~23%,而在非正常结霜过程中导致翅片换热器结冰的情况下制热量有较大的衰减,衰减率高达45%,这将造成能源利用效率降低,需要消耗更多电能弥补空气源热泵制热量的衰减。

光伏/光热联合空气源热泵系统的性能研究

为了改善传统光伏发电系统的运行性能,提出了一种光伏/光热(PV/T)联合空气源热泵系统,介绍了该系统的工作原理和运行方式,研究了该系统的综合性能评价方法,然后利用TRNSYS瞬时系统模拟软件建立了该系统的仿真模型,并以重庆地区为例,对比分析了PV/T联合空气源热泵系统与单一光伏发电系统的组件表面温度、热效率、电效率、[火用]效率和一次能源节约效率。研究结果表明:1)PV/T组件表面温度与光伏组件表面温度的变化趋势较为一致,二者的平均值相差13℃,说明PV/T联合空气源热泵系统可以有效降低光伏组件表面温度;2)PV/T联合空气源热泵系统和光伏发电系统的平均电效率分别为11.40%和9.86%,相对提高了15.62%,说明PV/T联合空气源热泵系统能够获得更多的电能;3)PV/T联合空气源热泵系统和光伏发电系统的[火用]效率平均值分别为11.73%和8.94%,相对提高了31.21%,说明PV/T联合空气源热泵系统能够获得更多的可用能;4)PV/T联合空气源热泵系统的平均一次能源节约效率为50.94%,其总体变化趋势与热效率的变化趋势相似。

陈四楼煤矿水余热利用节能装备技术的研究与应用

本文针对陈四楼煤矿原有传统供暖方式运行中存在的问题,分析了矿井水余热利用系统装备技术运行机理及选型设计,介绍了井筒矿井水余热利用系统装备技术工艺流程、运行特点及效益分析,并对实际应用中的矿井水余热利用效果进行了论证与研究,指出了煤矿生产资源节能装备技术高效利用模式在现代化矿井安全生产中的重要性。

基于水源热泵技术的新型空调供暖系统在医疗建筑中的设计及应用

基于目前医院用热成本偏高、余热未利用的能耗现状和国家“双碳”目标,设计一种医院绿色高效的空调供暖系统,即高效储能的水源热泵供热系统,并应用于某中医院的建设中。系统内容包含余热回收热水管网汇集热量和谷电时段储能水箱储热能。该系统可高效替代目前常用的热空调系统,同时实现节能降碳和降本增效。基于峰谷电价,可实现多用谷电,少用峰电。

多热源供能系统储能装机占比对系统经济性影响分析

燃气锅炉与热泵技术、储能技术结合,构成的多热源供能系统将在可再生能源供热领域发挥重要作用。但与常规供能系统相比,多热源供能系统存在初投资较高、系统结构复杂、资源不稳定等问题。提出一种多热源供能系统优化及性能分析的简便方法,采用WPS?办公软件进行规划求解。以某多热源供能项目为例,对系统配置和策略进行优化;对多种供能方案进行技术经济、污染物排放及综合指标测算。结果表明:储能有利于降低热泵装机容量、减少峰价用电量;通过对可再生能源供能进行投资补贴、冷热联供、系统配置和运行策略优化,可进一步改善多热源供能系统的综合性能,使其内部收益率与燃气锅炉供热系统相当;根据本文提出的综合评价指标及内部收益率、供能成本、CO_(2)排放、供热效率等单项指标,适宜的储能装机占比为17.6%~20%。

双冷源温湿度分控系统在上海某办公建筑项目的应用

首先对一种节能低碳的新型空调冷源技术——双冷源温湿度分控系统进行简要介绍,随后结合压焓图与焓湿图对双冷源温湿度分控系统的节能原理进行理论分析。再结合上海某办公建筑项目实际工程,分为单冷源系统、双冷源低温定频+中温系统以及双冷源低温变频+中温系统三个方案对冷水机房全年综合能效值EER与全年负荷进行数据对比分析,进一步验证双冷源温湿度分控系统能够显著提升冷水机房全年综合能效值以及双冷源系统低温侧采用初投资较低的定频机组节能效果更佳的结论。

某大型体育馆空调冷热源方案及能耗分析对比

该文依托武汉某大型体育建筑项目,根据体育场馆建筑的负荷特性,分析了采用变频螺杆式冷水机组制冷、燃气锅炉制热和采用双冷热泵与多联机系统相结合的分散复合式冷热源方案的能源利用率,通过实际设计中的数据对比分析,发现采用分散复合式冷热源的一次能源利用率更高,更适用于大型体育场馆的空调冷热源系统方案。

消防站多功能训练馆热水系统设计及利用

本文旨在解决游泳池及淋浴系统中的难点问题,如游泳池热水及淋浴热水的热源、储热水箱的容积大小、游泳池热水控制流程、电补热加热量大小的确定等。经过热源优缺点的对比,得出游泳池应采用购买热水作为热源供应,而淋浴热水则可利用太阳能系统提供。经计算,确定储热水箱容积为100 m^(3),并且需要电补热加热量为47 kW。此外,可以将游泳池和储热水箱的废水作为消防车的补给水源使用,在确保满足需求的同时将多余的废水排入市政污水井以实现节约用水的目标。

我国煤矸石资源化再生利用途径的分析

煤矸石是煤炭工业排放量最大的固体废物,具有环境-经济的“两面性”.煤矸石资源化再生利用有5种途径,包括回收煤炭资源、利用煤矸石发电、生产煤矸石砖、煤矸石制备水泥和煤矸石提取铝盐等,它们具有经济效益高、技术难度低、工艺简单等特点,对于我国煤矸石资源化再生利用具有普遍的适用性和推广价值.

考虑高比例可再生能源的交直流输电网规划挑战与展望

未来高比例可再生能源的时空分布特性将给电力系统规划带来前所未有的挑战,电力系统基本形态与运行特性将发生根本性变化。文中在调研国内外研究现状的基础上,阐述了高比例可再生能源并网的输电网规划面临的科学问题,分别从网源协同规划、输电网柔性规划、与配电网协同的输电网规划、输电规划方案综合评价与决策方法四个方面,提出了考虑高比例可再生能源并网的输电网规划的研究思路与框架。最后,对未来高比例可再生能源并网的输电网规划进行了展望与总结。

以太阳能为高温热源的LNG卫星站冷能发电系统

如何高效合理利用LNG所携带的冷能一直是人们关注的话题。为此,对LNG卫星站中LNG冷能利用方式及工艺流程进行了研究。以山东淄博LNG卫星站为例,建立了一种以太阳能加热的水为高温热源,LNG储罐输出的LNG液态工质为低温热源的热力循环发电系统。设计了该系统的工艺参数,计算了该系统日均净发电量和能量利用效率,分析了该系统的经济性和环保效益。结果表明:在日供气量为12×104 m3的山东淄博LNG卫星站中建立该热力循环系统,能量利用效率可超过30%且符合工程实际,年可发电27×104 kW.h,每年带来约30万元的经济效益;同时,还可以节约气化LNG所需的燃料费用6～8万元/a,减少因燃烧煤炭和天然气而带来的400～1 000kg/a的SO2排放量和56～146t/a的CO2排放量,实现了节能、环保、增效三赢。

地热利用中的地温可恢复特性及其传热的增强

在地源热泵(GSHP)地能利用中,通过可控间歇过程,恢复地下温度,弥补土壤传热慢的不足。间歇过程可使热量充分扩散及地温得以恢复,提高地下换热负荷,以最少的井孔数布置,最大程度地发挥每一换热单元的换热能力。间歇时间可能改变温度变化的规律和趋势,实现良好的热泵机组运行工况以及系统的配置运行。因此,所提出的可控间歇技术对未来利用和发展地能供热供冷系统具有重要意义和实用价值。

梧桐庄矿热泵系统可用热源分析及利用

通过现场调研及理论计算,分析了梧桐庄矿工业广场可利用的热源及特点,并对可用热源的稳定性进行了评价。研究表明:梧桐庄矿可用热源主要有矿井排水、奥灰水、矿井排风、洗浴排水、空气压缩机冷却水,其中矿井排风可利用热量最大、最稳定;其次为奥灰水、矿井排水,但两者供热量均不稳定;洗浴排水和空气压缩机冷却水供热量较稳定,但热量较小。根据该矿热负荷较大的特点,提出了多种热源联合为热泵系统提供低品位热量的方案,以满足了工业广场供热需求。