中低温热能发电技术的热力学对比分析

中低温热能的发电利用是太阳能、地热能转换利用及工业余热资源回收的重要方式。首先从热源温度、循环方式及技术特点出发,对典型的几种热功转换循环方式进行了分析,并且基于热源温度和装机容量的划分归纳出了各个循环适用定位,同时指出了对于350℃温度以下中低温热能,适合采用ORC和Kalina循环。最后从热力学分析角度,分析了两种循环下不同压力范围下,膨胀机入口温度与循环热效率之间的关系,得出ORC更适合于工业余热、太阳能等中低温热能的转换利用。

地热能道路融雪化冰过程实验研究

建立了一套小型地热能道路融雪实验系统,进行了不同工况下的融化实验。结果表明,路面融化面积比曲线可以分为3个阶段:静止期、启动期和加速期。临界融化面积比与冰雪物理特性有关。当流体加热温度和环境条件相同时,平均融化速率大小顺序为:碎冰>实冰>人工雪>自然雪。当冰雪面积和厚度相同时,融化时间快慢顺序为:自然雪>人工雪>碎冰>实冰。与提高流体加热温度相比,合理设置待融时间可以更有效地缩短融化时间。采用35～40℃的地热尾水来实现道路融雪化冰是完全可行的,且有利于能量梯级利用。

地热能螺杆膨胀机——汽轮机复合动力系统

本文论述螺杆膨胀机——汽轮机复合动力系统及其热力性能,研究表明.复合系统优于一、二级闪蒸系统。.计算结果表明,中高温地热资源复合动力系统具有较高的能源利用率。它和一级及二级闪蒸系统相比,热效率分别可提高30～60%和5～25%。运用螺杆膨胀机技术.对改善西藏羊八井地热电站很有意义,可望获得较大的技术经济效果和提高发电能力。

地热能利用浅谈

对地热的现状及利用技术的发展作了分析研究。特别指出用热泵技术可对广泛存在的低温地热加以利用 ,但要保证设备的技术先进 。

CO_(2)气液两相小型膨胀机的研究进展

随着国际社会环境意识的提高,臭氧层破坏、温室效应问题受到持续广泛的关注,越来越多的学者将注意力集中于环保制冷剂。CO_(2)因简单易得、安全可靠、传热性能和流动性好等优点受到重视。本文对CO_(2)气液两相小型膨胀机的研究进展进行分析和总结,发现在循环中将节流阀换成CO_(2)膨胀机可有效提高系统的制冷效率,经过计算得到带膨胀机跨临界CO_(2)循环的制冷、制热效率分别比R134a循环高6.9%、4.6%,比带节流阀的循环高25.76%、16.17%;CO_(2)膨胀机的等熵效率越高,系统制冷、制热效率越大,若CO_(2)膨胀机的等熵效率大于32%,则带CO_(2)膨胀机的系统性能优于带回热器循环的系统性能。不同CO_(2)膨胀机由于结构不同导致效率、泄漏和摩擦损失不同,活塞式、转子式等膨胀机结构简单,但同时泄漏损失也较大;滑片式、旋转叶片式、涡旋式等膨胀机效率得到了很大提高,但其结构较为复杂,制造难度大,生产成本较高;同时对当前存在的一些问题提出了解决办法,如进行合理的设计减小泄漏与摩擦损失、将压缩功提供给压缩机、在膨胀过程中加入其他气体以及设计可调节膨胀比的CO_(2)膨胀机。目前CO_(2)膨胀机的研究基本集中于实验室,在工程中应用较少。因此未来应以实验和理论相结合,进一步研究CO_(2)膨胀机效率提升、关键零部件技术开发等问题。

低温室效应HCFCs替代物性能分析

在阐述目前国内外HCFCs替代形势的基础上,对热泵空调及冷冻冷藏系统典型HCFCs制冷剂R22和其传统替代制冷剂(R410A,R407C,R404A,R507A),以及低温室效应R22替代物(R161,R290,RTJU4,R32,R717及R1234yf)的热力性能、循环性能及其可燃特性进行对比与分析。结果表明,R161,R290,RTJU4,R717,R32不仅具有零ODP较低GWP值的优势,其热力学及传热学特性也优于传统的HCFCs替代物,其中部分工质在一定的应用条件下具有较好的循环性能。R32,R1234yf和RTJU4的可燃性较小;RTJU4在系统循环性能上具有较明显的优势;R717具有较好热力学、传热学和循环特性,经进一步的系统和部件改进也具有较强的替代潜力。

CO_2跨临界双级压缩带膨胀机制冷循环研究

针对CO2 制冷能效低的特点 ,本文建立了双级压缩带膨胀机CO2 跨临界制冷循环热力学模型 ,在考虑实际循环中不可逆损失因素影响在基础上 ,对循环进行了性能系数、热力学完善度和单位制冷量 火用 损失等指标进行了分析计算 ,并与双级压缩节流膨胀CO2 跨临界制冷回热循环和R2 2简单制冷循环进行了比较。

地源热泵的运行特性模拟研究

依据圆柱源理论,建立起了耦合地面热泵机组和地下埋管换热器特性的模拟模型,该模型可用于长期运行的地源热泵系统的短时间步长运行特性模拟。探讨了模拟过程中有关参数的确定方法,并运用所建模型对地源热泵的冬季和夏季运行特性进行了模拟。运行特性模拟与实验数据的验证结果表明,所建模型可以对地源热泵的运行特性做出符合实际的预测。

太阳能热泵供热水系统的实验研究

一套太阳能热泵供热水系统实验装置,四季能提供50℃热水,致热系数COP约达3,通过优化设计,进一步降低成本,增加供暖或空调功能,会使其更具竞争力。

CO_2-NH_3低温复叠式制冷循环的热力学分析与比较

本文介绍了一种用于低温环境的采用自然工质CO2-NH3的复叠式制冷循环,介绍和分析了CO2和NH3的物性特征,并且进行了该复叠式制冷循环的热力学理论分析,通过计算得出了不同蒸发温度下的最佳低温循环的冷凝温度和最佳流量比。通过与R13-R22和NH3-NH3复叠式循环的比较,可以看出CO2-NH3的复叠式制冷循环在低温制冷条件下有明显优势。

风力发电机组性能分析的模糊综合评判方法

针对目前风力发电机组性能分析评价研究一般仅局限于某一方面,不能全面反应发电机组系统性能问题,本文利用模糊数学理论,探讨了从技术经济、功能设置、可靠性及维修性四个方面来综合评判风力发电机组系统性能的方法和过程。文中分析过程给出的为二阶模糊综合评判,具体分析时,阶数可根据实际情况有所增减,同时权重系数及模糊评判矩阵的确定应综合各方面意见。实际应用表明,将模糊综合评判用于风力发电机组的性能分析及评价是可行的,同时根据分析评判结果,可制定提高发电机组性能的技术措施。

燃气轮机性能评价的模糊综合评判方法

针对目前燃气轮机性能评价研究一般仅局限于某一方面,不能全面反应燃气轮机系统性能问题,该文提出了利用模糊数学理论,从技术经济、功能设置、可靠性及维修性4个方面来综合评判燃气轮机系统性能的新方法。文中分析过程给出的为二阶模糊综合评判,具体应用时,阶数可根据实际情况有所增减,同时权重系数及模糊评判矩阵的确定应综合各方面意见。模糊综合评判方法不仅适用于系统性能多因素评判,而且适用于组成系统的单体设备的多因素或单因素性能评判。

乙醇水溶液脉动热管传热特性研究

以体积分数为50%的乙醇水溶液为工质,在充液率为50%的情况下,对多环路脉动热管的传热特性进行试验与机理研究,并与无水乙醇的传热效果进行对比。结果表明,采用乙醇水溶液的热管热阻明显低于无水乙醇脉动热管的热阻,并且加热功率的极限值较高。当倾角为90°时,采用乙醇水溶液的热阻值最低约0.1℃/W,传热极限约为300 W。采用无水乙醇作为脉动工质,倾角为60°时的热阻为采用酒精水溶液的1.34～1.49倍,倾角为30°时的热阻为1.28～1.50倍。

不确定度分析原理在锅炉热效率测算中的应用

热效率是锅炉的主要评价指标,测量参数的质量,对其影响很大。文中介绍了不确定度的分析原理,包括建立不确定度分析模型,对不确定度分量进行 A 类或 B 类评定的方法,合成标准不确定度及扩展不确定度的计算方法等。在此基础上,给出了燃油低压热水锅炉的不确定度分析模型及评定实例。计算结果表明,影响锅炉正平衡效率测试结果的不确定度因素主要有锅炉出水温度、进水温度、给水流量、燃油流量、燃油密度和给水密度等,降低测试结果的不确定度应考虑降低这些参数的不确定度。

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.

低温级以CO_2为工质的复叠式制冷循环热力学分析

传统的复叠式制冷循环通常采用的几种工质破坏臭氧层且温室效应较强,为此,对低温级以CO2为工质的复叠式制冷系统进行热力学理论分析,计算了不同蒸发温度下最佳COP及其对应的低温循环冷凝温度和流量比.通过对几种工质组合(R22 R12,R134a CO2,NH3 CO2,R290 CO2,CO2 CO2,CO2 CO2加膨胀机)的比较,可发现自然工质的COP与传统工质的相当.综合考虑环境因素及设备的选择,自然工质系统值得推荐.

小型空调系统中碳氢化合物替代HCFC22的研究

以小型空调系统中HCFC2 2替代为应用背景 ,对碳氢化合物 (HCs)及其混合物系进行了系统的理论循环分析 ,表明HC12 70、HC2 90、HC12 70 /HC2 90、HC12 70 /HC6 0 0a、HC2 90 /HC6 0 0a等具有在空调系统中替代HCFC2 2的潜力。对容积制冷量与HCFC2 2相近的HCs,在HCFC2 2窗机中进行了灌注式替代实验研究 ,结果表明 ,HCs的性能指标全面优于HCFC2 2。对不同工质间的公平实验比较。

准球形葡萄预冷时间的研究

果蔬预冷是冷藏链中一个重要环节 ,适当的预冷时间能保证果蔬质量。通过对巨峰葡萄在预冷时的传热分析 ,建立了集总参数法模型来估算葡萄中心温度达到冷库温度时所需要的时间 ,并通过实验进行了验证。结果表明当冷库内空气流速达到一定时 (大于 1.1m s) ,采用定性尺寸R ,集总参数法能够很好地估算葡萄预冷时间 。

燃气热泵及其它供热空调系统的能源利用分析评价

分析燃气机热泵及其它供热空调系统的能源利用情况、及社会经济效益。指出燃气热泵系统在提高一次能源利用率、减少环境污染方面的优势。结果显示燃气机热泵的一次能源利用率最高 ,年单位面积供热能耗最低 ,而年单位面积运行能耗费用与年单位面积总成本仅次于燃煤锅炉和冷水机组方案。该文进一步提出应该按照系统消耗能源需要的治理技术和工艺情况 (包括生产该能源时的污染治理情况 )收取系统能源消耗污染治理费 ,并就该项费用指标对装置经济性的影响进行分析 ,得出当煤的能源消耗污染治理费大于 0 344元 /kg时 ,燃气热泵的年单位面积总成本会低于所有的其它方案。