热泵冷冻干燥系统的循环性能优化

为降低冷冻干燥过程的能耗,提高冷冻干燥装置的经济性,构建了以 NH3为工质的二级压缩和复叠式热泵冷冻干燥系统。通过对热泵系统的循环特性计算,研究了冷冻干燥操作条件变化对循环特性的影响,并对中间温度进行了优化。计算结果表明:复叠式热泵循环和二级压缩热泵循环均可用于冷冻干燥系统;在常规的冷冻干燥条件下,选用复叠热泵循环较优;在满足冷冻干燥操作条件的前提下,可适当降低加热温度、提高冷阱温度来提高系统的循环性能;系统中间温度的变化对系统的供热系数影响较小,由等压比法确定的中间温度更为合理。     

考虑冗余控制的多周期换热网络设计

实际多周期换热网络的设计不但要满足多个离散周期的操作条件要求,还应该满足单个周期下的柔性要求,以补偿实际操作中单周期下可能出现的参数波动。而根据工程经验增加换热面积裕量和采用文献中的最大面积思想进行设计,都会造成多周期换热网络中换热面积的过度冗余,导致资源的浪费和投资成本的增加。针对以上问题,在综合考虑多周期操作条件要求和单周期柔性要求的基础上,提出了一种控制面积冗余的多周期换热网络设计方法。该方法首先在单周期换热网络集成的基础上获取一个初始的多周期换热网络设计方案。然后以此方案为基础,构建一个基于单周期换热网络模型和柔性分析模型的换热网络修正模型,并通过求解该模型获得初始多周期换热网络在各周期下的最优修正方案。通过综合初始多周期换热网络设计和修正方案,即可完成最终的多周期换热网络设计。最后,通过将所得多周期换热网络与文献中所得结果进行对比,验证了方法的有效性。     

适应多负载电池储能系统的拓扑结构优化重构方法

可重构技术应用于电池储能系统是退役电池回收再利用的有效方法之一。然而,由于储能系统供给侧和需求侧的多样性、退役电池包的拆解成本高且易引发环境和安全问题等问题,退役电池重组再利用构成储能系统非常困难。为了解决这一问题,本文采用电池重构对电压不一致的电池包进行重组再利用,以满足多负载需求为目标,在保证能源效率和系统安全的前提下,提出了一种面向多负载需求的低拓扑复杂交换度的退役电池组拓扑重构优化设计方法。通过构建多目标优化模型,并采用改进的二进制纵横交叉算法求解模型,获得了满足多负载需求的最优拓扑结构,并通过案例分析验证了本文所提方法的有效性。研究表明,通过调整多目标间的权重,可提高可重构电池储能系统拓扑结构的设计弹性。