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高温相变蓄热系统热性能分析

工程热物理学报 2013年第3期34卷 513-516页

作者：杨小平杨晓西丁静秦贯丰蒋润花东莞理工学院广东省分布式能源系统重点实验室东莞523808 中山大学工学院广州510006

高温蓄热是太阳能热发电、高温热利用等的重要组成部分。本文建立了熔盐球形填充床相变蓄热系统的传热模型,采用导热油作为传热流体介质,亚硝酸钠作为高温相变蓄热材料密封于不锈钢球中,利用数值计算方法对相变蓄热过程中的传热特性进... 详细信息

高温蓄热是太阳能热发电、高温热利用等的重要组成部分。本文建立了熔盐球形填充床相变蓄热系统的传热模型,采用导热油作为传热流体介质,亚硝酸钠作为高温相变蓄热材料密封于不锈钢球中,利用数值计算方法对相变蓄热过程中的传热特性进行了研究,对蓄热时间、流体进口温度、进口速度、相变材料潜热值对蓄热性能的影响进行了分析。开展了熔盐球形填充床潜热蓄热系统在特定工况下的实验研究,对蓄热系统进行了整体性能测试。结果表明实验值和数值计算值的变化趋势基本保持一致,可为蓄热系统的设计提供理论和实验依据。

关键词：高温蓄热熔盐热性能相变材料

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多孔介质高温蓄热的热性能分析

工程热物理学报 2012年第3期33卷 477-480页

作者：杨小平杨晓西丁静秦贯丰蒋润花东莞理工学院广东省分布式能源系统重点实验室广东东莞523808 华南理工大学传热强化与过程节能教育部重点实验室广东广州510640 中山大学工学院广东广州510006

高温蓄热是太阳能热发电、高温热利用中的重要组成部分。本文对基于多孔介质和熔融盐流体的高温蓄热过程进行了计算分析,对蓄热时间、流体进口温度、进口速度对斜温层温度分布的影响进行了分析。结果表明进口温度对斜温层厚度的影响较小... 详细信息

高温蓄热是太阳能热发电、高温热利用中的重要组成部分。本文对基于多孔介质和熔融盐流体的高温蓄热过程进行了计算分析,对蓄热时间、流体进口温度、进口速度对斜温层温度分布的影响进行了分析。结果表明进口温度对斜温层厚度的影响较小,进口速度的增加会导致斜温层厚度的增加。同时对流体和多孔介质的温度差进行了分析,得到了应用于局部热平衡和非热平衡的雷诺数判据。

关键词：多孔介质熔盐热性能斜温层厚度

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冷热电联供系统运行方式性能优化分析

工程热物理学报 2013年第10期34卷 1818-1822页

作者：蒋润花杨晓西杨敏林秦贯丰杨小平华南理工大学强化传热与过程节能教育部重点实验室广东广州510640 东莞理工学院广东省分布式能源系统重点实验室广东东莞523808

对于某一固定的燃气轮机冷热电联供系统,建立联供系统分析模型,确定系统冷电比,即用户负荷的最佳冷电比。当各系数值不变,燃气轮机装机容量不影响系统冷电比,而燃气轮机发电效率越大,联供系统性能越好。对于实际用户负荷,分析冷热电联... 详细信息

对于某一固定的燃气轮机冷热电联供系统,建立联供系统分析模型,确定系统冷电比,即用户负荷的最佳冷电比。当各系数值不变,燃气轮机装机容量不影响系统冷电比,而燃气轮机发电效率越大,联供系统性能越好。对于实际用户负荷,分析冷热电联供系统"以电定冷"和"以冷定电"两种运行方式,当以"以电定冷"运行方式,带电压缩式制冷联供系统性能优于带补燃联供系统性能。当冷电比小于最佳冷电比时,冷热电联供系统采用"以电定冷"运行方式,当冷电比大于最佳冷电比时,冷热电联供系统采用"以冷定电"方式。

关键词：冷热电联供系统以电定冷以冷定电电压缩式制冷补燃

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分布式能源系统研究

分布式能源系统研究

作者：蒋润花中国科学院研究生院（工程热物理研究所）

学位级别：硕士

能源是人类用来维持生存活动的基础。随着社会经济的发展,人们对于能源的需求越来越大。现阶段,我国能源消费主要以煤炭为主,而且能源结构不合理,能源利用率不高,是世界单位能耗最高的国家之一,二氧化碳排放强度也相对较高;应迅速走向... 详细信息

能源是人类用来维持生存活动的基础。随着社会经济的发展,人们对于能源的需求越来越大。现阶段,我国能源消费主要以煤炭为主,而且能源结构不合理,能源利用率不高,是世界单位能耗最高的国家之一,二氧化碳排放强度也相对较高;应迅速走向可持续的、与大自然和谐相处的发展模式,如发展多类能源系统集成、利用可再生能源等。本论文依托自然科学基金项目“冷热电联产系统装置及应用(NO50746001)”和“热力机械等工程问题代数显式解析解(NO 50876106)”等,对分布式能源系统进行研究和阶段总结。提出太阳能与燃气轮机冷热电联产系统集成,分析活塞式内燃机(以下简称内燃机)冷热电联产系统的典型变工况性能,讨论环境参数对冷热电联产系统的影响。太阳能是可再生能源中最引人注目的清洁能源。它具有能流密度低、不连续、不稳定、受环境因素影响比较大等特点,需要与其他能源互补。分布式能源系统,一方面是小规模型的系统,适合与太阳能相结合;另一方面弥补了太阳能不连续、不稳定缺点。基于上述原因,提出太阳能与燃气轮机冷热电联产系统集成,以常用的相对节能率为基础,提出更适合评价新系统的“全年相对节能率”。对太阳能集热器面积进行优化,与常规的燃气轮机冷热电联产系统进行对比;并讨论燃气轮机装机容量、太阳辐射强度及日照时间长短对最佳太阳能集热器面积的影响。由于内燃机冷热电联产系统变工况性的研究还处于初级阶段,本文从内燃机冷热电联产系统三大主要设备即内燃机、余热锅炉以及制冷机组的变工况入手。根据恒转速内燃机的典型变工况特性,结合单压余热锅炉(分为产饱和蒸汽余热锅炉和产过热蒸汽余热锅炉)变工况解析特性,并采用修正DOE-2模型的制冷机组变工况特性,得出联产系统性能。考虑内燃机变负荷、制冷机组冷却水入口温度以及冷媒水出口温度对系统的影响。总能利用率Z、当量(火用)效率η、经济(火用)效率θ以及相对节能率FESR在比功率(?)为0.8左右,存在最大值,为系统最佳状态点。当(?)为0.2～0.3,FESR为负值,意味着与分产系统相比,联产系统并不节能。环境参数对冷热电联产系统的变工况影响也很大,本文对燃气轮机冷热电联产系统仅做定性分析,侧重分析大气压力对内燃机冷热电联产系统的影响。随着大气压力的减少,η、θ和FESR都先增加后减少,在大气压力为0.8bar左右达到最大,而Z随着大气压力减少而减少。

关键词：分布式能源系统冷热电联产系统变工况内燃机太阳能燃气轮机环境参数

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太阳能与冷热电联产系统集成

工程热物理学报 2009年第5期30卷 721-724页

作者：蒋润花蔡睿贤韩巍隋军中国科学院工程热物理研究所北京100190 中国科学院研究生院北京100039

本文研究太阳能与冷热电联产系统集成,增加槽式太阳能集热器,利用中低温太阳能。在相对节能率的基础上提出全年相对节能率,并采用全年相对节能率评价新系统,用以确定最佳太阳能集热器面积。用软件Aspen Plus模拟流程,装机容量275 kW时,... 详细信息

本文研究太阳能与冷热电联产系统集成,增加槽式太阳能集热器,利用中低温太阳能。在相对节能率的基础上提出全年相对节能率,并采用全年相对节能率评价新系统,用以确定最佳太阳能集热器面积。用软件Aspen Plus模拟流程,装机容量275 kW时,太阳能集热器面积增加,新系统的全年相对节能率先增加后减少,最大全年节能率值为32.7%,而常规系统的全年节能率为30.7%,新系统较常规系统的全年节能率相对提高了6.5%,最佳太阳能集热面积为350 m^2。对于不同装机容量,设计最佳太阳能集热器面积;对于同一装机容量,讨论太阳辐射强度及日照时间对最佳太阳能集热面积的影响。

关键词：分布式能源系统冷热电联产系统太阳能槽式太阳能集热器

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大气环境对内燃机热电联供系统性能的影响

工程热物理学报 2011年第5期32卷 733-736页

作者：蒋润花杨晓西蔡睿贤杨敏林杨小平东莞理工学院广东省分布式能源系统重点实验室广东东莞523808 中国科学院工程热物理研究所北京100190

根据国家标准GB1105 1-87《内燃机台架性能试验方法标准环境状况及功率、燃油消耗率和机油消耗率的规定》中的等过量空气法,结合内燃机典型变工况解析式及单压过热蒸汽余热锅炉变工况解析解,研究大气条件变化时,系统变工况性能。结果表... 详细信息

根据国家标准GB1105 1-87《内燃机台架性能试验方法标准环境状况及功率、燃油消耗率和机油消耗率的规定》中的等过量空气法,结合内燃机典型变工况解析式及单压过热蒸汽余热锅炉变工况解析解,研究大气条件变化时,系统变工况性能。结果表明,大气压力p_0减小,内燃机相对输出功率(?)减小,相对燃油消耗率(?)增加,系统总能利用率Z减小,当量(?)效率η_(ex)、相对节能率FESR、经济(?)效率θ先增加后减小,存在最大值,在80 kPa左右取得最大值。大气温度t_O升高,(?)减小,(?)增加,Z、η_(ex)、FESR、θ增加。

关键词：变工况内燃机热电联供大气环境余热锅炉

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高温填充床蓄热过程传热特性的实验研究

工程热物理学报 2014年第3期35卷 529-532页

作者：杨小平杨晓西丁静徐勇军杨敏林蒋润花东莞理工学院广东省分布式能源系统重点实验室广东东莞523808 中山大学工学院广东广州510006

高温蓄热是太阳能热发电、高温热利用等的重要组成部分.本文建立了高温填充床蓄热系统实验装置,采用高温三元熔盐作为传热流体介质,分别采用陶瓷球颗粒和相变球颗粒作为填充材料对蓄热系统进行了实验研究,对蓄热系统进行了整体性能测试... 详细信息

高温蓄热是太阳能热发电、高温热利用等的重要组成部分.本文建立了高温填充床蓄热系统实验装置,采用高温三元熔盐作为传热流体介质,分别采用陶瓷球颗粒和相变球颗粒作为填充材料对蓄热系统进行了实验研究,对蓄热系统进行了整体性能测试.分别得到了显热蓄热和相变蓄热过程中不同时刻、不同测点的温度变化和蓄热量的变化规律,可为蓄热系统的设计提供实验参考.

关键词：高温蓄热填充床熔盐传热

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高温熔融盐单罐蓄热模型与热性能研究

华南理工大学学报（自然科学版） 2011年第8期39卷 72-76,108页

作者：杨小平杨晓西丁静杨敏林蒋润花华南理工大学传热强化与过程节能教育部重点实验室广东广州510640 东莞理工学院广东省分布式能源系统重点实验室广东东莞523808 中山大学工学院广东广州510062

分析了高温熔融盐作为传热流体的单罐斜温层填充床式蓄热器的性能.建立了斜温层单罐蓄热系统的理论模型,并通过数值模拟计算揭示了其蓄热规律.根据系统蓄热量、蓄热能力、熵产和蓄热有效性等确定了评价蓄热器性能的方法,并分析了不同填... 详细信息

分析了高温熔融盐作为传热流体的单罐斜温层填充床式蓄热器的性能.建立了斜温层单罐蓄热系统的理论模型,并通过数值模拟计算揭示了其蓄热规律.根据系统蓄热量、蓄热能力、熵产和蓄热有效性等确定了评价蓄热器性能的方法,并分析了不同填充材料的物性对斜温层单罐蓄热系统性能的影响.结果显示,在一定的蓄热条件下,较大的导热系数不利于提高蓄热器的蓄热性能,单位体积热容较大时综合蓄热性能较好,但其系统熵增也较大.

关键词：熔融盐斜温层蓄热性能

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分布式冷热电联供系统变工况性能实验研究

热能动力工程 2016年第11期31卷 74-79页

作者：蒋润花黄斯珉尹辉斌杨敏林东莞理工学院能源与化工系广东东莞523808

在分布式冷热电联供系统试验平台上,实验分析了系统各单元设备及系统随内燃机输出功率变化的变工况运行特性。该实验平台动力机采用柴油机,额定功率为50 k W,随着柴油机输出功率的增加,系统一次能源利用率和相对节能率先增加后减少,存... 详细信息

在分布式冷热电联供系统试验平台上,实验分析了系统各单元设备及系统随内燃机输出功率变化的变工况运行特性。该实验平台动力机采用柴油机,额定功率为50 k W,随着柴油机输出功率的增加,系统一次能源利用率和相对节能率先增加后减少,存在最大值。当柴油机输出功率为40 k W左右,一次能源利用率达到最大为76.0%,相对节能率最大达到29.5%;当负荷过低时,相对节能率为负值,系统相对于分产系统不节能。探讨了提高冷热电联供系统变工况性能的措施。

关键词：变工况冷热电联供系统溴化锂吸收式制冷机组能源利用率