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超临界二氧化碳-高温热泵联合储能发电系统设计及分析

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热力发电 2024年第4期53卷 53-62页

作者：章颢缤周宇刘琰宓霄凌徐超华北电力大学能源动力与机械工程学院北京102206 浙江高晟光热发电技术研究院有限公司湖州313002

为解决可再生能源间歇性和波动性导致的电力供需不匹配问题,提出了一种基于超临界二氧化碳(S-CO_(2))循环和高温热泵的联合循环储能发电系统,该系统是卡诺电池形式的一种创新探索。通过熔盐储热装置和水储冷装置实现能量交换,有效联合... 详细信息

为解决可再生能源间歇性和波动性导致的电力供需不匹配问题,提出了一种基于超临界二氧化碳(S-CO_(2))循环和高温热泵的联合循环储能发电系统,该系统是卡诺电池形式的一种创新探索。通过熔盐储热装置和水储冷装置实现能量交换,有效联合了热泵循环加热过程和S-CO_(2)循环发电过程,获得了较高的储能发电系统往返效率。模拟计算了联合循环的典型工况参数和热力性能,分析了S-CO_(2)循环中主要参数对系统整体效率的影响。结果表明:提高膨胀机入口温度有助于提高整体循环效率,系统最优往返效率可达62.8%,同时储热熔盐需求量减少;提高主压缩机入口气体参数可使系统效率达到极限值,超过该值后整体循环效率不再提高;主再压缩机分流比为0.35时系统效率达到最优;确定了S-CO_(2)循环系统最佳运行工况,比同工况下简单布雷顿系统往返效率高7.98%。

关键词：超临界二氧化碳高温热泵卡诺电池热力性能效率

基于R245fa制冷剂高温热泵构建的蒸汽发生系统性能

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化工进展 2024年

作者：吴锋明李帅旗戴春江何世辉宋文吉冯自平中国科学院广州能源研究所中科广能能源研究院(重庆)有限公司

高温热泵蒸汽发生系统具有替代小型燃煤锅炉的潜力，不仅满足工业领域对于110℃以上蒸汽的需求，而且降低供热设备的二氧化碳排放量。本文搭建了R245fa制冷剂高温热泵蒸汽发生系统，探究了不同蒸发温度（35～50℃）与冷凝温度（95～125... 详细信息

高温热泵蒸汽发生系统具有替代小型燃煤锅炉的潜力，不仅满足工业领域对于110℃以上蒸汽的需求，而且降低供热设备的二氧化碳排放量。本文搭建了R245fa制冷剂高温热泵蒸汽发生系统，探究了不同蒸发温度（35～50℃）与冷凝温度（95～125℃）匹配条件，不同热源温度（45～65℃）与产生热水/蒸汽温度（95～120℃）匹配条件下的性能表现，以及热源温度对系统启动状态的影响。结果表明：COP、ηiso、ηvol总体呈现出随蒸发/冷凝温度差值增大而减小的趋势；较常规热泵系统，高温热泵系统压缩比水平更高，本机组平均水平为6.09，最高可达8.28；且系统等熵效率与容积效率受机组运行温度的影响更加明显；在本实验中，在压缩比基本保持不变的情况下，蒸发温度由35℃上升至45℃，等熵效率以及容积效率分别下降3.65%、6.16%；COP、制热量随热源温度与产生热水/蒸汽温度差值增大而降低；本机组直接蒸发原理使得产生蒸汽压力低于0.170MPa，设备符合正常压力容器标准；热源温度对系统制冷剂流量变化有一定影响，但影响幅度有限。以本机组为例，热源温度由50℃变化至60℃时，系统制冷剂流量因热源温度升高引起的提升幅度小于5%；启动过程的负载转换会导致系统性能快速变化；热源温度的提高会加快系统的启动速度，热源温度从45℃变化至65℃，启动阶段所花时间降低520s；热源温度对系统启动稳定性有明显影响，过高或过低的热源温度都将降低系统启动稳定性；根据稳定性分析结果分析，本机组的合适热源温度区间为50～60℃。

关键词：高温热泵 R245fa 蒸汽发生系统性能研究启动过程

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中大容量工业余热高温热泵的压缩机技术现状

制冷学报 2024年

作者：马凯陈文卿李丹童何志龙邢子文西安交通大学能源与动力工程学院西安交通大学苏州研究院

热泵技术是一种节能技术，能够有效应对全球变暖，降低碳排放。工业热泵回收供热过程的废热加热水或空气，减少电力消耗及碳排放。工业热泵节能环保，供热稳定，已广泛应用于生产及生活的各个阶段。分析了国内外工业余热高温热泵的压缩... 详细信息

热泵技术是一种节能技术，能够有效应对全球变暖，降低碳排放。工业热泵回收供热过程的废热加热水或空气，减少电力消耗及碳排放。工业热泵节能环保，供热稳定，已广泛应用于生产及生活的各个阶段。分析了国内外工业余热高温热泵的压缩机类型及特点，针对中大容量的双螺杆压缩机及离心压缩机，分析其应用及技术现状。螺杆式热泵压缩机在高蒸发温度时应采用开启式结构，高冷凝温度时可采用高速无油方案；离心式热泵压缩机除高效的叶轮外，应关注耐高温电机与无油润滑轴承。螺杆式水蒸气压缩机关注转子热变形及轴封问题，向大温升方向发展。

关键词：高温热泵双螺杆压缩机离心压缩机水蒸气压缩机

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高温热泵在冷却水余热回收中的应用分析

化工与医药工程 2024年第2期45卷 50-55页

作者：周娇娇中石化上海工程有限公司上海200120

文章提出了一种利用高温热泵回收冷却水余热制备中、高温热水的方案。通过建立简化的热力学模型,分析冷、热源温度对热泵单位制热量、单位压缩功及COP(Coefficient of Performance,能效比)值的影响。并从经济节能和环境保护两个方面进... 详细信息

文章提出了一种利用高温热泵回收冷却水余热制备中、高温热水的方案。通过建立简化的热力学模型,分析冷、热源温度对热泵单位制热量、单位压缩功及COP(Coefficient of Performance,能效比)值的影响。并从经济节能和环境保护两个方面进行了效益分析,结果表明:与传统的蒸汽加热制备热水相比,高温热泵回收冷却水余热制备中、高温热水的方案具有经济效益和环境效益,更符合节能减排要求。

关键词：高温热泵余热回收冷却水热水

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基于模糊控制的高温热泵果脯干燥系统设计

节能 2024年第5期43卷 98-102页

作者：孙乐平郭小璇韩帅郭敏广西电网公司电力科学研究院广西南宁530023

针对高温热泵干燥技术替代传统蒸汽或热风干燥在果脯烘干中的应用场景,研制高温热泵干燥系统。结合热交换器结构与换热特性,分析果脯干燥工艺特点,将模糊逻辑控制应用于热泵干燥过程;考虑干燥箱的热场分布、温度梯度控制与干燥时间的耦... 详细信息

针对高温热泵干燥技术替代传统蒸汽或热风干燥在果脯烘干中的应用场景,研制高温热泵干燥系统。结合热交换器结构与换热特性,分析果脯干燥工艺特点,将模糊逻辑控制应用于热泵干燥过程;考虑干燥箱的热场分布、温度梯度控制与干燥时间的耦合,对模糊控制器、模糊规则表进行详细设计,采用可编程逻辑控制器(PLC)控制的热泵干燥控制系统进行龙眼干燥实验测试。结果表明,模糊控制具有良好的稳态和瞬态性能,具有温度调节快、误差小、干燥效率高、节能效果好等优势,适用于干燥工艺复杂、温度调节要求高、减少人为干预影响品质的果蔬类农产品深加工。

关键词：高温热泵果脯干燥温度控制模糊控制

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工业高温热泵推广应用关键因素分析

节能与环保 2024年第4期 41-46页

作者：陈彬吴明雷张建海国网(天津)综合能源服务有限公司

在“双碳”背景下,工业高温热泵因其清洁低碳、节能高效的特点,成为推动工业领域节能降碳的重要手段。本文介绍了高温热泵推广应用场景,从企业余热资源、设备生产制造、燃气电力价格、生产工艺规程、节能补贴政策等方面分析了高温热泵... 详细信息

在“双碳”背景下,工业高温热泵因其清洁低碳、节能高效的特点,成为推动工业领域节能降碳的重要手段。本文介绍了高温热泵推广应用场景,从企业余热资源、设备生产制造、燃气电力价格、生产工艺规程、节能补贴政策等方面分析了高温热泵推广应用的关键因素,进而为工程实践提供指导和借鉴。

关键词：高温热泵应用场景推广应用

适用于餐厨垃圾高效处理的高温热泵二元混合工质性能研究

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节能 2024年第3期43卷 72-75页

作者：王勇周长龙王建森徐畅马硕马洪亭滑县城市发展投资有限公司餐厨处理分公司河南安阳456464 天津大学环境科学与工程学院天津300350

高温热泵作为餐厨垃圾烘干的有效设备,其能效直接影响烘干能耗和成本。工质是影响热泵性能的关键因素,针对目前纯工质可选种类较少,性能存在缺陷等问题,从混合工质的角度出发,通过理论计算与分析提出改进方案,并搭建实验台进行实际性能... 详细信息

高温热泵作为餐厨垃圾烘干的有效设备,其能效直接影响烘干能耗和成本。工质是影响热泵性能的关键因素,针对目前纯工质可选种类较少,性能存在缺陷等问题,从混合工质的角度出发,通过理论计算与分析提出改进方案,并搭建实验台进行实际性能验证。结果显示:理论循环性能预测结果与试验值吻合较好,压缩机吸排气温度平均差值约为2.5%,压力差值约为5%,COP与单位容积制热量差值分别为-5.6%~3.6%与-10.6%~14.5%。混合物R245fa/R161 (0.7/0.3)可以适应高制热量需求工况,综合性能较为优良。

关键词：高温热泵混合工质 COP 制热量

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空气源高温热泵蒸汽发生技术

上海节能 2024年第2期 363-364页

1基本信息产品名称:空气源高温热泵蒸汽发生技术规格型号:AS-120FTBW/AS-60FTBW产品类型:新能源和可再生能源利用类生产企业:上海诺通新能源科技有限公司2企业介绍上海诺通新能源科技有限公司(以下简称“诺通科技”)成立于2021年5月25日... 详细信息

1基本信息产品名称:空气源高温热泵蒸汽发生技术规格型号:AS-120FTBW/AS-60FTBW产品类型:新能源和可再生能源利用类生产企业:上海诺通新能源科技有限公司2企业介绍上海诺通新能源科技有限公司(以下简称“诺通科技”)成立于2021年5月25日,公司总人数为35人,注册资本人民币3400万元,2022年取得质量体系认证(GB/T 19001-2016/ISO 9001:2015标准)。

关键词：质量体系认证高温热泵空气源新能源科技新能源和可再生能源注册资本蒸汽发生产品名称

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高温热泵蒸汽系统的动态响应及扰动优化

化工进展 2023年第4期42卷 1719-1727页

作者：刘广平陆振能龚宇烈中国科学技术大学能源科学与技术学院广东广州510640 中国科学院广州能源研究所广东广州510640

为提升以R1233zd(E)为工质的高温热泵蒸汽系统在非设计工况下系统运行的稳定性,基于Modelica语言建立了系统的仿真模型,考察了是否带有回热器及热源温度、质量流量、工质质量流量这些内外扰动对系统性能的影响。结果表明,在添加回热器... 详细信息

为提升以R1233zd(E)为工质的高温热泵蒸汽系统在非设计工况下系统运行的稳定性,基于Modelica语言建立了系统的仿真模型,考察了是否带有回热器及热源温度、质量流量、工质质量流量这些内外扰动对系统性能的影响。结果表明,在添加回热器后系统的性能系数提升了16.1%,沿着工质的流动方向,越远离波动源工质性能参数越趋于稳定,且状态参数的灵敏性排序为:工质质量流量扰动>热源温度扰动>热源质量流量扰动。另外,为提高系统抗干扰性,通过PI控制器对节流阀开度进行调节,优化后内外部扰动下所有性能参数的稳定性都得以提升,尤其是工质质量流量扰动下从无法稳定输出蒸汽到以较稳定方式输出140℃蒸汽,且三扰动因素下其产汽量分别提升了20.8%、3.0%和1.9%。

关键词：高温热泵闪蒸动态仿真内外部扰动优化 Modelica语言