微型冷热电联供系统集成与实验研究

简要介绍了微型冷热电联供系统的结构与功能,这种系统采用小型燃气内燃机和新型高效固体吸附式制冷机组集成实现冷热电联供。具有效率高,污染排放低,占地面积小,初投资少等特点,可用于家庭、宾馆及会议场所等实现冷热电联供。搭建了微型冷热电联供系统性能测试试验台,并进行了系统性能试验研究,该系统可以实现额定发电量12kW,最大供热量28.1kW(95℃热水)和最大制冷量9kW的目标,为下一步联供系统能量管理和优化运行控制奠定基础,所形成的能量管理方案可以应用到任何大型冷热电联供系统中。     

余热驱动热耦合多级自由活塞斯特林热电联供系统研究

我国工业余热资源丰富,尤其是中低温余热具有巨大的回收利用潜力。本文提出采用热耦合多级自由活塞斯特林发电机来构建余热回收利用系统,可有效拓宽余热利用温度范围,减小余热热源传热损失。首先基于热声理论,从声阻抗角度计算考察了单级自由活塞斯特林热电联供系统在变温和变充气压力等工况下的性能;然后对一台三级自由活塞斯特林热电联供系统进行解耦计算,分别考察了供水温度、单级加热量、工作压力等因素对系统性能的影响;最后开展了实验研究,在420/350/300℃热端温度及22/22/18 kW加热量下获得自由活塞斯特林热电联产系统净输出电功10.09 kW,供热量45.29 kW,对应总热电效率为16.27%,综合热利用率为89.32%,各级相对卡诺效率分别为30.90%、32.10%、36.08%,展现出重要的应用前景。     

一种基于内燃机余热回收的冷电联供系统

本文建立一种基于内燃机余热利用的冷电联供系统,构建了热力学数学模型,研究了关键热力参数对联供系统热力性能的影响。结果表明:布雷顿循环透平膨胀压比的降低、压气机进口温度的降低及透平进口温度的增加,均有利于系统热力性能的提升;有机朗肯循环透平进口压力的增加能使得系统的电能输出及总效率增加;喷射式制冷循环喷射器进口工作蒸气压力增加能提高制冷量及制冷效率。为了获得联供系统的最佳设计参数和性能,采用遗传算法,对系统进行单目标优化,得出此联供系统最大效率能达到54.22%,此时电能输出为31.58 kW,制冷量输出为3.15 kW,系统能较好地回收内燃机余热。     

冷热电系统特性的探讨

冷热电联供系统建立在能的梯级利用基础上,将发电、供热、制冷有机结合在一起。本文基于探讨燃气轮机的冷热电联供系统,通过对各子系统进行系统(?)分析,揭示了各独立变量对系统性能影响的内在规律,并明确指出了冷热电联供系统的系统节能率(约27％)以及系统集成的重要性。     

采用热电联供技术的原油集输系统供能方案研究

本文针对江苏油田瓦6接转站原油集输系统节能降耗问题进行相关研究,根据其工艺流程特点和现有供能系统加热炉的能耗情况,提出了采用热电联供技术的原油集输系统新型供能方案。结果显示,新型方案平均热效率为74.98%,比加热炉高出8.49%,效率平均可以达到16.91%,为加热炉的1.8倍;同时每年可以节约燃料油约50吨,占现燃料油消耗总量的5%以上,热电联供系统平均供电负荷为83.59 kW,可以充分满足接转站站内耗电设备的需求,使瓦6接转站总能耗下降10.37%。通过分析可见,采用热电联供技术的原油集输系统供能方案替代加热炉可以提高燃料油的能量利用率,节约燃料油的消耗,降低接转站的能耗,实现接转站站内电力的自给自足,从而有效降低原油集输的成本。     

结合吸收式热泵的HAT循环系统综合设计与性能分析

针对HAT循环在热电联供能力、水回收和烟气排放等方面的问题,采用多种类型的吸收式热泵系统与其结合,对六个综合系统进行模拟,并对结果进行了分析.表明,循环效率方面,采用增温型热泵且放热用于系统内部,其效率要高于向外放热的增热型热泵;水回收方面,开式循环热泵的水回收率高且回收水量灵活,同时排烟温度也高,在110℃以上;热电联供方面,热电输出效果与热泵系统的选择关系密切,对于文中可实现热电联供的三个系统,热电效率分别为0.6285,0.7677,0.6383.     

空间太阳电池槽式聚光热电联供系统特性分析

建立了空间太阳电池的热电联供系统在槽式聚光条件下的热电性能模型, 并与实验进行了对比.理论计算与实验结果吻合较好, 最大误差在5.1%以内, 证明了该数学模型的正确性.通过此数学模型, 从聚光镜面的光学效率与焦线宽度、导热胶的导热系数、金属平板光照面的吸收率等内部特性参数及风速、太阳直辐射等外部特性参数出发, 对所设计制造的空间太阳电池槽式聚光热电联供系统进行分析.较为全面而系统地分析了这些参数的改变对其系统的热电效率、总效率及火用效率等性能指标的影响, 其中聚光镜面的光学效率影响最大, 光学效率从0.5增加至0.95, 系统的总效率和火用效率分别增加0.9倍和0.5倍, 其余参数对性能也有较强影响.研究结果为新一轮系统装置的制作提供了优化设计基础.     

冷热电三联供系统特性分析与设计忧化研究

冷热电联供系统（CCHP）是一种建立在能的梯级利用概念基础上,将制冷、供热及发电过程有机结合在一起的总能系统。为深入揭示三联供系统高效原因,本文将典型三联供系统与传统分供系统进行了比较,结果表明:与传统分供系统相比,联供系统能耗相对减少42％。通过对两种三联供方案的系统（火用）分析比较,揭示了冷热电联供系统能量转换的特点及基本规律,及合理评价三联供系统的评价准则。     

基于品位的成本分摊方法及其应用

成本分摊方法是热经济学建模的重要组成部分,现有的成本分摊方法较少考虑能量品质变化对能量单位成本的影响,不符合优质优价的原则。本文通过分析能量利用过程中品位变化,建立了单位成本与值的函数关系,提出一种新的成本分摊方法。利用该方法对热电联产系统成本计算,并与常规分摊方法对比,热的单位成本由原来的2.66kW/kW降低到1.76 kW/kW,电的单位成本由原来的1.79 kW/kW升高到2.27 kW/kW,新方法体现了优质优价的原则,更加真实反映了热电成本。此外,在新方法基础上研究了主要设计参数对热电成本的影响,提高压气机及透平效率均可降低热电成本。该方法可用于多联产系统的成本计算和性能评价。     

平板式与槽式聚光太阳能电池组件性能分析

对平板单晶硅太阳能电池板和槽式聚光太阳能热电联供(PV/T)系统进行实验对比,从系统热、电性能方面进行比较,并用"净现值"法对两套系统经济性进行分析.结果表明,槽式聚光PV/T系统的最大输出电功率是传统平板式PV系统的7～10倍,且通过回收电池的余热,全年可产热2929.433 MJ.在20年的寿命周期中,槽式聚光PV/T系统可获得更多盈余,能较早收回投资成本.用聚光装置进行太阳能发电,可有效提高太阳能的综合利用率,减少投资成本.     

100 kW微型燃机冷热电联产的经济性分析

微型燃气轮机冷热电(CHP)联产系统,能够实现天然气清洁、高效、灵活利用,目前已得到重视和应用。本文以某酒店冷热电系统为研究对象,根据实际冷热电年负荷变化曲线,设计了100 kw微犁燃机冷热电联产方案。对CHP联产系统的一次能耗率(PER)和无最纲费用比进行了计算,并与分产系统作了对比,最后讨论了微型燃机回热度和电/气价格比对CHP联产系统经济性的影响。     

高功率光纤端帽实现6kW激光输出

高功率光纤端帽是kW级光纤激光器必不可少的器件,而实现光纤端帽的低损耗高强度熔接是其关键技术。由于光纤和大尺寸光纤端帽在直径上的巨大差异,二者的熔接不能通过传统熔接机实现。设计并搭建了光纤端帽熔接系统,掌握了多种尺寸的光纤端帽的熔接工艺,成功用于光纤激光器及光纤合束器的高功率输出。实验上利用单模光端帽实现了3.01kW的激光输出,在未进行主动制冷的情况下温升为7℃/kW。利用多模光纤端帽实现了6.08kW的激光输出,在未进行主动制冷的情况下温升为6℃/kW。     

改进冷端换热器的大功率脉冲管制冷机

依据热力学非对称理论对脉冲管制冷机冷端的热力学过程进行分析 ,对脉冲管制冷机制冷功率的提高提出了改进方案 ,搭建了单级低频大功率脉冲管制冷机的实验台 ,在实验中首次采用新型的填料烧结型换热器作为脉冲管的冷头 ,对这种换热器的效率在不同实验条件下进行了计算 ,并通过实验验证了这种新型换热器在脉冲管制冷机中应用的可行性。实验表明 :改进冷端换热器是提高脉冲管制冷机制冷效率的关键问题。在使用烧结换热器的单级脉冲管制冷机实验台上 ,采用输出功率 3k W的压缩机在 80 K时得到了 35W的制冷量 ,在效率上属国内领先水平。     

直冷电冰箱节能技术研究

设计出冷冻室高效蒸发器,采用横、竖盘管混排结构冷凝器及防凝露管节能设计,实施了双稳态电磁阀控制的高效制冷循环,分析并匹配了NBM III6Y高效压缩机,使用环保节能制冷剂HC-600 a,应用双重门封及门一体发泡技术,采用复合绝热体设计等措施,研制的BCD-188CHS电冰箱最大负荷日耗电0.39度,节能状态下达0.31度。能效等级达我国1级、欧洲A++级。回收期1.8年。     

中国巨型太阳望远镜热光栏光学分析

中国巨型太阳望远镜（CGST）采用共轴格里高利光学系统,主镜直径8 m,焦比为1。热光栏是中国巨型太阳望远镜（CGST）的一个核心结构,安装在主焦点位置,热光栏反射掉大部分热量（约为29 kW）,但是本身也会吸收一小部分热量。对热光栏结构进行设计,运用TracePro软件模拟分析太阳中心观测,太阳边缘观测,内冕观测和超出范围观测4种情况下太阳的辐照度分布,并计算得出了热光栏各部分的辐射分布,为设计后续的冷却系统提供了数据参考。     

20MW水冷磁体冷却水系统节能优化设计

针对水冷磁体运行产生的热负荷设计了本水冷系统,该系统在保障磁体稳定运行的前提下,进行了节能优化设计。其中自然分层水蓄冷技术的应用不仅节约占地还可增大蓄水量,而利用峰谷电价差进行夜间蓄冷的方式更可节约运行成本;利用闭式冷却塔在气温较低时取代上游冷水机组的设计也最大程度地节约了电能;此外在运行模式方面,系统可根据不同水冷磁体实验负荷进行灵活转换;在设备选择方面,均采用节能环保的产品,如制冷系数高的冷水机组,传热系数较高的板式换热器等。本系统对MW级以上水冷系统设计具有较好的参考价值。     

高功率二极管激光器相变冷却技术

根据高功率二极管激光器的散热需求,设计了一种储能式相变冷却实验系统,并开展了喷雾相变冷却器和微通道相变冷却器的设计。采用多孔微结构的换热表面,用氨做制冷剂,实现了喷雾相变冷却器表面温度37 ℃时,散热功率密度达到了511 W/cm2。采用节流汽化原理,分别设计了背冷式相变微通道冷却器和薄片型的模块式相变微通道冷却器,背冷式相变微通道冷却器采用氨做制冷剂, 散热功率密度达到了550 W/cm2,采用R124做制冷剂,散热功率密度约270 W/cm2。采用R124做制冷剂,实现了脉冲激光功率3 kW和连续激光功率100 W的相变冷却二极管激光器模块封装。     

无稀释气立式氧碘化学激光器的设计与实验

 分析了氧碘化学激光器（COIL）在无稀释气条件下工作所带来的一系列问题和对其性能的影响，并提出了相应的解决方法，进而对COIL结构和相关参数进行了有针对性的设计和实验研究。在氯气流量为117.6 mmol/s时,平均输出功率2.25 kW，化学效率达到21.1%，比功率0.22 J/g；分别以氦气和氮气为稀释气，对COIL进行了参数和实验数据比较。     

磁驱动加载装置负载区降温系统设计及应用

在材料物性研究中,压力和温度是两个基础的物理量,国内磁驱动加载装置具有压力调节能力,暂不具备样品降温控制技术,针对这一现状设计了一套配合磁驱动加载装置负载区的样品初始降温系统,结合设计的电极板结构和测试探针工装,使负载区电极板与样品、样品与探针固定于设定位置;通过往电极板和探针工装形成的密闭气室内注入压缩低温液氮达到对样品降温的目的;通过真空泵,抽出电极板和探针工装形成的密闭气室内的空气,避免测速探针由于低温凝结空气中的水汽而无法工作。基于该系统开展了低温下铋的斜波压缩实验,获得了?80 ℃初始温度下铋的动力学响应数据,验证了降温系统的可靠性。     

毫米波速调管电子光学系统的研究

电子光学系统是毫米波速调管长寿命和整管性能实现的关键,毫米波速调管零件尺寸较小,为了在Ka波段和W波段实现千瓦量级的输出功率,要求具有高的电子注通过率及低的阴极负荷。对Ka波段和W波段电子光学系统特性进行了分析,确定了Ka波段10 kW分布作用速调管和W波段1 kW分布作用速调管电子光学系统的设计方案,利用软件对电子枪和聚焦系统的结构进行计算,并采用CST仿真软件对设计的电子枪发射的电子注在聚焦磁场中的状态进行优化。设计出的Ka波段速调管电子光学系统,电子枪工作电压26 kV,发射电流2 A,互作用区长度30 mm,磁场强度大于0.6 T,流通达到100%。设计的W波段速调管电子光学系统,电子枪工作电压17 kV,电流0.65 A,互作用区长度20 mm,磁场大于0.9 T,流通达到100%。已制成Ka波段速调管和W波段速调管,设计的电子光学系统能够满足速调管工程化需求。