混合抽蓄-风-光多能互补系统容量配置研究

混合抽蓄-风-光多能互补系统具有广阔应用前景,其容量配置需面临复杂水力水量、电力电量关系表征问题,同时其经济性评价需考虑电力市场规则。本研究提出了运行优化与容量配置决策两阶段优化思路,首先提出了适应中长期市场的月度统一电力送出模式,其次构建了混合抽蓄-风-光多能互补系统中长期运行多目标优化模型,然后基于海量容量情景模拟获取离散决策空间,最后从中优选得到最优新能源容量配置及运行方案。黄河上游清洁能源基地算例结果表明:失负荷风险接受度高、中、低分别对应新能源容量配置为混合抽蓄容量的3.2~3.9倍、2.4~3.0倍、1.6~2.1倍;系统月尺度打包并网电量峰谷比介于1.36~1.45,说明系统内各电源在中长期尺度的互补性较好。

考虑台风时空特性的海上风电场群协同紧急防御策略

极端天气发生率逐年升高,威胁电网安全稳定运行。为解决极端天气历史数据抽样建模存在局限性、极端天气预测不准确和电网应对自然灾害防御吸收能力不足等问题,提出一种考虑台风时空特性的海上风电场群协同紧急防御策略。首先,基于Batts梯度风模型分析台风时空特性与影响机理,量化台风物理信息与海上风电场出力间的耦合关系。然后,以偏差考核区间内的紧急防御成本最小为目标函数,提出了考虑台风时空特性的海上风电集群多时间尺度两阶段随机优化模型。模型第一阶段基于台风预报信息定制出包含常规机组备用出力、抽蓄机组启停计划、储能电站出力、计划弃风/切负荷量的防御资源预调度策略,第二阶段将台风预报的不确定性纳入决策过程中,基于灵活分布式资源制定紧急防御调整策略。最后,通过算例验证了所提紧急防御策略的有效性与经济性。

跨临界CO_(2)热泵单/双级切换性能优化对比分析

为提高跨临界CO_(2)热泵系统在不同地区采暖的能效和经济性,提出STSHPS(单、双级切换的热泵系统),并与BASE(单级压缩热泵系统)和TSHPS(双级压缩热泵系统)进行对比,通过建立各循环系统的热力学、环境性以及经济性模型,从不同角度进行分析。研究结果表明:设计工况下,环境温度为3℃时,双级压缩系统的C_(OP)(制热性能系数)大于单级压缩系统,即环境温度为3℃可作为单双级切换的条件;在乌鲁木齐采用STSHPS碳排放所造成的成本与BASE相比降低22%;STSHPS在单级压缩运行时采用2台压缩机交替运行的方式,初始成本经过折算与TSHPS相比降低26.9%—66.7%;在设备运行15 a后,3个城市的累计总费用,STSHPS与TSHPS和BASE相比降低5.3%—16.8%和1.8%—13.5%。STSHPS的能效、环保性能以及经济性均是3个系统中最好的,优势比较明显。

带有经济器空气源热泵在超低温环境下制热运行实验研究

选择用带有经济器的空气源热泵机组(简称热泵机组)系统进行制热工况研究,设计4组实验对其制热性能进行研究。结果表明:在各实验工况下,主电子膨胀阀存在最佳开度,最佳开度为保证一定过热度范围所对应的最大开度,在最佳开度下,热泵机组最大值热量为额定工况的85.99%、76.58%、57.46%、38.25%,能效分别为2.21、2.08、1.95、1.55。补气电子膨胀阀的开启可以有效提升制热量,但随着补气阀开度的增大,系统能效有所降低,若以能效比作为热泵机组优化运行目标,可能导致制热量不足。此外,补气回液也是影响热泵机组制热量和能效的主要因素,在补气口未回液时,热泵机组制热量分别提高了18.35%、12.14%、25.95%,但补气口回液时,制热量降低了15.22%。

辐射空调系统供暖特性试验研究

为探究辐射空调系统供暖特性,搭建辐射空调系统试验台,进行7 d的系统间歇运行试验,对两级新风机组送风温湿度,空气源热泵主机制热量、能效比,以及系统能耗和能效比进行分析。结果表明,在设定参数下,两级新风机组稳定时送风温湿度分别为27℃和35%左右,空气源热泵主机平均制热量为4.5 kW,制热性能系数(COPU)为4.10;辐射空调系统耗电量为1.5 kW·h,系统性能系数(COPS)为3.02。试验结果可为系统的进一步优化和推广提供参考。

螺杆真空泵在氯乙烯精馏尾气吸附装置中的应用

氯乙烯精馏尾气吸附运行过程中,活塞式真空泵密封性差、易泄漏,存在一定的安全隐患。昊华宇航化工有限责任公司将活塞式真空泵改造为螺杆真空泵,并对螺杆真空泵在使用过程中存在的问题进行了改进,杜绝了VOC外排。

低品位余热回收高温热泵系统能效分析

针对矿山行业的冶炼厂低品位的热水,如设备的冷却循环水、矿井井下涌水等,本文采用单级和两级蒸气压缩高温热泵系统进行余热回收,建立了系统热力性能计算模型,并对2种系统能效进行了分析比较。结果表明,系统性能系数(COP)受冷凝器出口温度、冷凝器进口温度、窄点温度、等熵效率等因素影响显著,两级蒸气压缩热泵系统(TS)的性能优于单级蒸气压缩热泵系统(SS),在热水进口温度85℃、出口温度115℃时,TS系统相对于SS系统COP提升幅度为22.60%,在等熵效率为0.7时,TS系统COP比SS系统COP提高了21.07%。

基于太阳能的新风双级处理模块化节能墙

随着人们对房间舒适程度要求的不断提升,新风系统逐渐成为空气调节系统中不可或缺的重要组成部分,但是新风系统造成的能耗不容忽视。为了降低新风系统的能耗,提高能量利用率,设计了基于太阳能的新风双级处理模块化节能墙。该设计基于太阳能薄膜光伏发电技术,并加入了蓄电池保障其运行持久性,同时对现在普遍采取的排风热交换新风设备进行了改进,加入热电制冷热泵系统对新风实现双级处理。该装置适用风量范围为60~90 m^(3)/h;夏季为新风降温,送风温度在28~31℃,显热交换效率可达86.7%;冬季为新风升温,送风温度在12~20℃,显热交换效率可达79.0%。对比于只采用一级处理送风,该装置显热交换效率提升了26%~28%,实现了对新风的深度热回收,减少了空调设备耗能,达到住宅空调、供暖节能的效果。

严寒条件CO_(2)跨临界循环热泵优化技术

以严寒条件CO_(2)跨临界循环热泵系统为研究对象,采用涡流管技术与二级压缩技术对其进行优化,采用工程方程求解器(EES)软件建立四个热力学模型(单级循环、单级涡流管循环、二级循环、二级涡流管循环),模拟分析了性能系数(COP)、排气温度等参数随气冷压力、蒸发温度、过热度、级间压力的变化规律。研究表明气冷压力变化对严寒条件下优化系统的性能影响最大,在设定的压力变化范围内(7MPa~12MPa),单级循环、单级涡流管循环、二级循环、二级涡流管循环的COP变化幅度分别为74.40%、60.46%、110.38%、90.94%;涡流管技术在低压缩比条件下优化效果更佳,一定条件下,单级涡流管循环较单级循环COP可提高11.2%;二级压缩技术在高压缩比条件下优化效果更好,在最优气冷压力条件下,二级循环相较单级循环COP可提高18.2%,同时二级压缩技术可降低压缩机排气温度,使压缩机保持较高的等熵效率,且存在最优级间压力使得COP达到最大值。结果表明,当总压缩比不大、级间压力处于较低水平或者需要获取更高的第一级压缩出口温度时,通过改变涡流管参数调节过热度效果更好,与二级压缩技术匹配将更有意义。

交错叶轮对双进口两级双吸离心泵压力脉动特性影响研究

为探究交错叶轮对双进口两级双吸离心泵过流部件压力脉动特性的影响,对同一水泵分别配置对称叶轮与交错叶轮作为对比方案,采用实验与数值模拟结合的方法开展研究,量化了吸水室、过渡流道及蜗壳在0.6Q、1.0Q、1.2Q三种典型工况下的压力脉动特性。结果表明:①在外特性方面,采用交错叶轮在各工况下的泵扬程与效率均高于采用对称叶轮,且1.0Q工况下可高出2%与3%;②在压力脉动特性方面,对于吸水室,各工况下交错叶轮对压力脉动的影响均较小,主频幅值相差不超过2%;对于过渡流道,各工况下交错叶轮对压力脉动均有抑制作用,如过渡流道隔舌处主频幅值较对称叶轮最高可降低13.5%;对于蜗壳,各工况下交错叶轮对压力脉动均有改善效果,如蜗壳隔舌主频幅值最高可削减31.9%。这一发现可为交错叶轮在双进口两级双吸离心泵中的应用提供参考。

准二级压缩空气源热泵补气加速除霜实验

准二级压缩空气源热泵在除霜过程中,由于室外换热器面积大和室外环境温度低的原因,通过室外盘管表面的散热量更大,导致其除霜时间长的问题更加突出。为提升准二级压缩空气源热泵的除霜性能,本文利用其既有的循环结构,提出补气除霜技术,并设计了5组实验对其性能进行研究。结果表明,补气可有效缩短除霜时间,降低除霜能耗并提升除霜效率。电子膨胀阀在最佳开度时,除霜时间缩短20.61%,从水中的吸热量和压缩机输入功分别降低8.74%和17.98%,除霜效率提升6.22%。

太阳能增效两级压缩热泵系统的能量利分析

为了提高热泵系统的性能,提出了太阳能增效两级压缩热泵系统(SETHP).建立了该系统的热力学模型,对不同工况下系统性能进行了分析,并与传统两级压缩热泵系统(TSHP)进行了比较.结果表明:系统制热系数COP h和效率随中间温度的升高呈先增大后减小的变化趋势;随着冷凝温度的升高,COP h减小,效率升高;随着蒸发温度的升高和太阳辐照度的增加,COP h和效率均升高;与TSHP系统相比,SETHP系统性能显著提高.SETHP系统的研究可为太阳能热泵供暖技术在低温环境下的应用提供新思路和新方法.

Development of a New-Type Multiple-Source Heat Pump with Two-Stage Compression

A new-type multiple-source heat pump cycle with two-stage compression was established on the basis of the problems of similarly existing heat pumps.The equivalent temperature levels of typical evaporators are applied to the different heat sources of the proposed cycle,and the high-temperature heat sources are shown to enhance vapor injection.Then,the mathematical model and prototype are developed,and the results from experimental simulation and validation showed that the solar collector can improve the heating performance of the proposed heat pump system.In the middle-temperature heating period,the outdoor temperature is less than-25℃,and the average coefficient of performance(COP)value of the proposed heat pump was 4.2,which was greater than the COPs of conventional ground source heat pumps.

太阳能级间辅助两级压缩空气源热泵热水器的性能研究

不同的太阳辐照度具有不同的能量品位,现有的太阳能和空气源热泵集成系统无法在不同太阳辐照度下均高效运行。本文提出了一种在较宽辐照度范围内均能高效运行的集成系统,即将太阳能集热器置于两级压缩热泵的中间喷射支路形成的太阳能级间辅助两级压缩空气源热泵系统,并用其制取生活热水。建立了系统仿真模型,基于MATLAB软件对不同辐照度、室外温度和压缩机容积比下的系统运行特性进行了数值模拟,分析了各参数对系统运行特性的影响,并得到了最优容积比。

SJZ泵站卧式双级双吸离心泵模型试验研究

为了检验新型卧式双级双吸离心泵的水力性能,在高性能封闭试验台进行了水泵模型试验,包括能量性能试验、空化试验、飞逸试验、压力脉动试验、力特性试验,压差测流试验。主要介绍各项试验内容、试验方法、试验采用的参数换算公式以及试验成果分析。试验成果表明,卧式双级双吸离心泵设计效率较高,达到合同保证值要求;飞逸转速基本满足泵站安全需要;空化余量比经验公式计算值相比略大。

基于变容积比三缸双级压缩补气增焓技术的家用空气源热泵制热性能分析

在低环境温度工况下,传统空气源热泵存在制热量不足、制热性能系数(COP)低等问题,这导致其热舒适性差和运行经济性差,阻碍了空气源热泵技术在北方寒冷地区的应用。本文将变容积比三缸双级压缩补气增焓技术应用于家用空气源热泵,研究结果表明:该热泵的低温运行工况可低至-35℃;-15℃制热工况的COP可达到1.92;-30℃制热工况下,热泵出风口温度可达47℃。

一种铸造涂料流涂机的设计

介绍了一种铸造涂料流涂机,包括涂料池、涂料桶、管道泵、流涂管道、涂料搅拌器、一二级滤网。该涂流机可以实现涂料在系统中循环,满足了流涂要求,且在整个过程中,完成了涂料的过滤和搅拌,防止涂料沉淀分层造成流涂质量下降,并可以将涂料中砂型掉落的杂物过滤出来。

双级轴流泵内部三维紊动流场CFD分析

双级轴流泵可用作船舶的推进装置,具有推进效率高、抗空化能力强、工作平稳、噪声低等优点。采用标准k-ε紊流模型和SIMPLEC算法,对双级轴流泵内360°全流道的三维紊动流场的速度和压力分布进行数值模拟计算,并对装置的性能进行预估。计算结果与试验数据的比较表明:所采用的紊流模型和数值方法可用来描述实际流动现象。

地表水水源热泵水输配系统的能效分析

为了分析水输配形式、水泵配置和运行方式等对地表水水源热泵系统能效的影响,通过建立水泵能耗模型,找到了取水高差与取水泵能耗的关系,并结合系统能效的限定值,提出地表水水源热泵临界取水高差的概念及计算分析方法。基于对取水水泵功率随流量变化规律的研究,并结合实例,研究了取水水泵一、二级两种配置方式的确定依据。综合分析流量对机组和冷却水泵的能耗的影响,对比了定、变流量运行下的能效,以系统整体能效最佳为目标,得到了研究实例中取水泵的节能运行方式。研究表明,与常规系统相比,水源热泵系统节能效果的实现,存在临界取水高差的应用限制;而且由于机组、水泵所占系统能耗比重的差异,运行方式应依据优化模型而确定。

两级离心泵径向导叶水力优化

为提高已有两级离心泵中径向导叶的水力性能,按照正交试验要求,选取径向导叶的喉部面积、扩散角、反导叶数、反导叶高度4个因素,每个因素取3个水平,设计9个导叶.基于ANSYS CFX软件,选取k-ε湍流模型,并结合全隐式耦合算法对装配具有不同几何参数径向导叶的两级泵全流场进行数值计算,获得了9组设计方案在额定工况下的扬程、效率.以泵的扬程和效率作为试验指标,利用极差分析法分析了所选几何参数对于两级泵扬程、效率的影响规律,以及影响径向导叶性能的主要因素和次要因素,提出了性能较优的径向导叶方案.径向导叶喉部面积对两级泵的扬程、效率影响较大.经数值计算可得,较优方案的额定工况下的扬程为211.70 m,效率为47.63%,较之优化前的径向导叶,扬程提高了1.24 m,效率提高了4.00%,取得了较好的优化效果.