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高压控制策略对CO_(2)热泵热水器长期能效影响

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工程热物理学报 2024年第2期45卷 324-327页

作者：赵晓璇何宇佳成家豪张春路同济大学机械与能源工程学院上海201804

CO_(2)热泵热水器的高压控制策略在部件性能长期衰减影响下会造成额外的性能损失。本文对CO_(2)热泵热水器进行了系统仿真计算,引入部件衰减因子来模拟长期运行影响,对不同的典型离线控制策略进行了COP和APF损失率的对比研究,以此评估... 详细信息

CO_(2)热泵热水器的高压控制策略在部件性能长期衰减影响下会造成额外的性能损失。本文对CO_(2)热泵热水器进行了系统仿真计算,引入部件衰减因子来模拟长期运行影响,对不同的典型离线控制策略进行了COP和APF损失率的对比研究,以此评估各方法应对长期部件性能衰减的鲁棒性。结果表明,在名义工况下,面向换热器性能衰减,控制参数为环境温度和气冷器出口温度的策略COP平均损失率最小,而控制环境温度和出水温度的策略则更适于压缩机衰减显著的情景。控制蒸发温度和气冷器出口温度的方法应对全年性能衰减时鲁棒性较好,APF平均损失率可降至2.52%。

关键词： CO_(2)热泵控制策略长期能效评估 APF

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分户式低谷电蓄热供暖系统的蓄放热特性

化工进展 2024年第3期43卷 1206-1213页

作者：尹少武李纤纤韩嘉维路明童莉葛王立北京科技大学能源与环境工程学院北京100083 新疆工程学院能源工程学院新疆乌鲁木齐830000

提出基于相变材料(PCM)的分户式低谷电蓄热供暖系统,通过数值模拟及实验研究对其蓄放热特性和供暖性能做出全面评价。采用Fluent对相变蓄热供暖系统的蓄放热过程进行了数值模拟,分析了不同入口风速、不同入口风温和不同种类蓄热材料等... 详细信息

提出基于相变材料(PCM)的分户式低谷电蓄热供暖系统,通过数值模拟及实验研究对其蓄放热特性和供暖性能做出全面评价。采用Fluent对相变蓄热供暖系统的蓄放热过程进行了数值模拟,分析了不同入口风速、不同入口风温和不同种类蓄热材料等因素对蓄热供暖系统放热性能的影响,通过实验研究验证了模拟工况的正确性。结果表明,入口风速对系统放热性能的影响较大,随着入口风速的提高,系统平均出风温度降低,瞬时供暖负荷增大;入口风温对系统放热性能的影响微弱;复合相变材料(CPCM)由于具有更高的热导率,比纯十二水硫酸铝铵更加适合作为相变蓄热供暖系统的蓄热介质。本文设计和研究的分户式低谷电相变蓄热供暖系统具有良好的蓄放热能力,可为相变蓄热在低谷电利用场景作出有益参考。

关键词：相变蓄热材料分户式供暖系统低谷电利用数值模拟

不同Pt与Ni质量比的Pt-Ni复合电极析氢性能实验

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哈尔滨工业大学学报 2024年第2期56卷 141-150页

作者：孙金栋贾欣欣刘阳王昊锋苏虹茜北京建筑大学环境与能源工程学院北京100044

为降低PEM制氢Pt电极成本,采用电化学沉积法制备以泡沫镍为基材微量Pt沉积的Pt-Ni复合电极。采用扫描电子显微镜、X射线衍射仪、X射线光谱仪对制备的Pt-Ni复合电极进行表征,采用电化学工作站和PEM电解池对Pt与Ni质量比分别为1∶7、1∶11... 详细信息

为降低PEM制氢Pt电极成本,采用电化学沉积法制备以泡沫镍为基材微量Pt沉积的Pt-Ni复合电极。采用扫描电子显微镜、X射线衍射仪、X射线光谱仪对制备的Pt-Ni复合电极进行表征,采用电化学工作站和PEM电解池对Pt与Ni质量比分别为1∶7、1∶11、1∶12、1∶14和1∶23的5种不同复合电极及泡沫镍电极的析氢性能进行电化学对比分析实验和PEM制氢对比实验。结果表明:以泡沫镍为基材,采用电化学沉积法制备的Pt-Ni复合电极性能稳定,沉积Pt质量的多少对Pt-Ni复合电极的析氢性能有较大影响;存在一个最佳Pt与Ni质量比,实验条件下的最佳Pt与Ni质量比为1∶12,沉积Pt量过多和过少都会使其析氢性能降低,过多造成的Pt沉积堆叠相比较少对析氢性能的影响更加明显。在制备微量Pt沉积的Pt-Ni复合电极时,要坚持以最佳Pt与Ni质量比为基准和沉积Pt量“宁少毋多”的原则,实际工程应用中应避免“沉积Pt量越多电极性能越好”的误区。

关键词：最佳Pt与Ni质量比 Pt-Ni复合电极析氢性能电化学分析实验电解池实验泡沫镍

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融合支持向量机和特征降维方法的人-椅系统振动模型研究

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声学学报 2024年第2期49卷 217-225页

作者：王新伟张筱璐林森高宇欣北京工业大学机械与能源工程学院北京100124

人-椅系统的振动传递特性受人体体征参数、座椅结构、乘坐环境等多种复杂因素影响。在人体振动实验研究的基础上,寻求构建一种基于支持向量机回归的座椅频响函数预测模型,分别采用递归特征消除法和主成分分析法对人体体征参数进行降维,... 详细信息

人-椅系统的振动传递特性受人体体征参数、座椅结构、乘坐环境等多种复杂因素影响。在人体振动实验研究的基础上,寻求构建一种基于支持向量机回归的座椅频响函数预测模型,分别采用递归特征消除法和主成分分析法对人体体征参数进行降维,并将低维特征输入预测模型,以实现对人-椅系统频响函数及其正交轴效应的预测。结果显示,相比传统支持向量机回归模型,应用主成分分析法降低体征参数关联,可以显著降低模型预测误差,预测值与实测值拟合度可达92%。通过递归特征消除法剔除次要体征参数,可进一步提升预测精度,预测值与实测值拟合度达94%。研究表明,基于特征降维优化的支持向量机回归预测模型能够有效筛选人体振动模型中输入参数的冗余信息,并提升座椅频响函数的计算效率和预测精度。

关键词：人-椅系统支持向量回归递归特征消除主成分分析

物理溶剂型相变吸收剂捕集CO_(2)研究进展

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精细化工 2024年第8期41卷 1625-1636页

作者：金宋尹少武童莉葛刘传平王立北京科技大学能源与环境工程学院北京100083 新疆工程学院能源工程学院新疆乌鲁木齐830000

近年来,为进一步降低燃煤电厂产生CO_(2)造成的碳捕集能耗,基于传统有机胺化学吸收剂研发的相变吸收剂成为CO_(2)捕集、利用与封存(CCUS)技术的研究热点,相较于传统有机胺相变吸收剂,物理溶剂型相变吸收剂具有更优异的性能。首先,从传... 详细信息

近年来,为进一步降低燃煤电厂产生CO_(2)造成的碳捕集能耗,基于传统有机胺化学吸收剂研发的相变吸收剂成为CO_(2)捕集、利用与封存(CCUS)技术的研究热点,相较于传统有机胺相变吸收剂,物理溶剂型相变吸收剂具有更优异的性能。首先,从传统相变吸收剂研究现状出发,阐述了传统相变吸收剂存在的不足;然后,以此为切入点,结合溶剂组成和相变机理,重点综述了物理溶剂型相变吸收剂,主要包括醇胺混合类、砜胺混合类和醚胺混合类溶剂的研究进展,从分相情况和性能提升等方面对其进行介绍和分析,比较其优缺点;最后,结合研究现状和工业应用需求,指出物理溶剂型相变吸收剂的未来研究方向。

关键词：燃煤电厂 CO_(2)捕集化学吸收法相变吸收物理溶剂型吸收剂

基于TRNSYS的空气源热泵辅助太阳能集装箱房供能系统优化研究

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热科学与技术 2024年第2期23卷 113-121页

作者：张梦郝学军佟峥北京建筑大学环境与能源工程学院北京100044

将北京北部山区某集装箱房作为研究对象,采用TRNSYS软件建立太阳能光热—空气源热泵供热系统仿真模型,模拟了1月份的运行状态,对运行结果进行分析。结果表明,室内温度未能满足供暖要求,且供暖系统不能实现离网运行。对此,提出改进方案,... 详细信息

将北京北部山区某集装箱房作为研究对象,采用TRNSYS软件建立太阳能光热—空气源热泵供热系统仿真模型,模拟了1月份的运行状态,对运行结果进行分析。结果表明,室内温度未能满足供暖要求,且供暖系统不能实现离网运行。对此,提出改进方案,将太阳能光热组件更换为太阳能光伏光热组件,末端供暖方式由暖风机更换为地板辐射供暖。改进后结果表明,室内温度大幅提升,保持20.0℃上下,满足供暖要求。室内温度波动指标由改进前的78.0%,减至12.5%。总计耗电量由改进前的1494.0减至674.7 kW·h。系统二氧化碳减排量由改进前的108.75增至325.27 kg,减排量提高198.9%。光伏光热组件发电量为713.0 kW·h,满足房间的用电量需求,理论上实现了离网运行。研究结果可为集装箱房的供能系统设计提供理论依据。

关键词：太阳能光伏光热空气源热泵 TRNSYS 集装箱房

耦合低温余热回收的热泵储电系统热力学性能研究

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储能科学与技术 2024年

作者：冯军胜严亚茹王璐赵亮董辉安徽建筑大学环境与能源工程学院东北大学冶金学院

为了有效回收钢铁行业低温余热资源，本文将低温烧结冷却烟气余热引入热泵储电（PTES）系统作为热源，分别构建基本型PTES（B-PTES）系统和回热型PTES（R-PTES）系统的热力学计算模型，并选取R365mfc为热泵（HP）循环工质，同时将R1233z... 详细信息

为了有效回收钢铁行业低温余热资源，本文将低温烧结冷却烟气余热引入热泵储电（PTES）系统作为热源，分别构建基本型PTES（B-PTES）系统和回热型PTES（R-PTES）系统的热力学计算模型，并选取R365mfc为热泵（HP）循环工质，同时将R1233zd（E）、R245ca、R236ea设定为有机朗肯循环（ORC）工质，研究不同ORC工质条件下HP冷凝温度、HP蒸发温度和ORC蒸发温度对B-PTES和R-PTES系统热力学性能的影响。研究结果表明，降低HP冷凝温度、提高HP蒸发温度和ORC蒸发温度均可以提高PTES系统的制热系数(COPnew)、功率效率(ηptp)。HP冷凝温度越高，HP蒸发温度和ORC蒸发温度越低，系统（火用）效率(ηex)越小。在系统热力学参数相同的情况下，R-PTES系统的COPnew、ηptp和ηex均大于B-PTES系统。综合考虑PTES系统的COPnew、ηptp和ηex，B-PTES系统采用R1233zd（E）作为ORC循环工质时系统性能最优，其次是R245ca和R236ea；R-PTES系统采用R245ca作为ORC循环工质时系统性能最优，其次是R1233zd（E）和R236ea。当ORC工质为R245ca时，HP冷凝温度每升高2℃，B-PTES和R-PTES系统的ηex分别平均减小0.5%和0.53%；HP蒸发温度每升高2℃，B-PTES和R-PTES系统的ηex分别平均增加0.2%和0.21%；而ORC蒸发温度每升高2℃，B-PTES和R-PTES系统的ηex分别平均增加0.55%和0.63%。在低温烧结烟气余热驱动的PTES系统中，应优先选择R-PTES系统，同时将R245ca作为ORC系统循环工质。

关键词：余热回收热泵储电有机朗肯循环回热结构热力学性能

真实机加表面下船用柴油机斜齿轮混合润滑特性研究

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机械工程学报 2024年

作者：李仁泽史修江卢熙群孙文刘翮哈尔滨工程大学动力与能源工程学院

斜齿轮作为船舶柴油机正时传动系统的核心组件，长期处于高扭矩及高功率密度的苛刻多变工况条件，并与微观粗糙界面润滑作用耦合，工作于润滑-接触并存的混合润滑环境，导致齿面磨损及点蚀失效问题频发。该研究考虑船用柴油机正时斜齿... 详细信息

斜齿轮作为船舶柴油机正时传动系统的核心组件，长期处于高扭矩及高功率密度的苛刻多变工况条件，并与微观粗糙界面润滑作用耦合，工作于润滑-接触并存的混合润滑环境，导致齿面磨损及点蚀失效问题频发。该研究考虑船用柴油机正时斜齿轮运行状态下典型瞬变工况及三维真实机加表面粗糙度的影响，开展斜齿轮副瞬变混合弹流润滑特性研究。结果表明，三维真实机加表面会显著增加各啮合瞬时斜齿轮接触域油膜压力并使油膜厚度产生较为强烈的波动：剃削表面局部接触区膜厚为0，两齿面微凸体接触概率增加，对润滑状态不利；抛光表面可以改善界面润滑状态，降低两齿面接触面积比，增大膜厚比，是较好的加工工艺选择。此外，大功率和低转速工况使得平均膜厚降低，接触面积比增大，不利于界面润滑膜的形成。为降低齿面点蚀及磨损失效概率，尽量保持正时齿轮工作于高速稳定状态。

关键词：船用柴油机正时斜齿轮副三维真实机加表面混合润滑

首都住宅建筑燃料电池热电联供系统建模与能量供需分析

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中国电机工程学报 2024年第10期44卷 3905-3915,I0013页

作者：彭黎菊李爽史翊翔蔡宁生王随林北京建筑大学环境与能源工程学院北京市西城区100044 清华大学能源与动力工程系北京市海淀区100084

质子交换膜燃料电池(proton exchange membrane fuel cell,PEMFC)热电联供(combined heat and power,CHP)系统作为一种建筑供能新手段,可有效降低建筑运行能耗、推动能源绿色低碳转型。针对北方地区住宅建筑电热需求大且热电矛盾突出,... 详细信息

质子交换膜燃料电池(proton exchange membrane fuel cell,PEMFC)热电联供(combined heat and power,CHP)系统作为一种建筑供能新手段,可有效降低建筑运行能耗、推动能源绿色低碳转型。针对北方地区住宅建筑电热需求大且热电矛盾突出,全年负荷波动大等特点,以北京市为代表,利用DeST软件对住宅建筑进行负荷分析并搭建燃料电池热电联供系统模拟平台,研究不同参数对联供系统性能的影响;以负荷特性和参数分析结果为依据,设计一年不同时段下北京住宅建筑管理策略:冬季采用“以热定电”,其余季节均采用“以电定热”;与基线系统相比,在春、夏、秋、冬4个典型日中联供系统天然气耗气量分别减少了39.16%、31.63%、36.01%和14.04%,对热电联供系统用于未来建筑供能具有一定借鉴意义。

关键词：热电联供燃料电池能耗分析模拟能量管理策略

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