Ice storage sphere systems are favored in the field of energy storage, however, the poor thermal conductivity of phase change materials (PCM) seriously weakens their wide application. Metal foam has been shown to enhance its heat transfer. In this paper, we investigate the impact of varying the filling radius ratio of foam metal to further improve energy storage performance and reduce costs in ice storage spheres. Computational fluid dynamics are employed to analyze the heat transfer and solidification processes. The enthalpy-porosity method is used to describe PCM solidification, while the local equilibrium thermal (LET) model characterizes heat transfer between the PCM and foam metal. The study explores temperature field variations, solid phase fraction changes, solidification times, and cold storage volumes, accounting for natural convection. By comparing solidification rates and other relevant parameters, the effect of foam metal filling on the solidification process is explored. Moreover, a new evaluation index is proposed, which can assess the overall performance of ice storage systems in real-time, considering market prices. The results show that natural convection is the primary heat transfer mode in pure PCM-ffild ice storage spheres, whereas smaller foam metal filling radii significantly inhibit natural convection, resulting in heat conduction as the dominant mode. Without specific requirements, an optimal fill radius ratio of 9/13 is determined. This paper offers a comprehensive understanding of cold storage employing various foam metal filling radios, contributing to advancements in efficient thermal energy storage systems.
晶闸管在负载快速变化的过程中具有短时失控特性,输出电压容易波动.选取晶闸管整流电源作为研究对象,建立仿真模型,通过引入前馈控制器实现了对晶闸管整流电源输出电压的快速补偿,改善了电源的整体动态特性.通过仿真验证模型与控制器的有效性.研究表明,引入前馈控制器能够明显改善负载波动时整流电源的输出电压动态特性.
对利用太阳能和生物质能的联合冷热电系统(CCHP)进行热力学分析.系统由内燃机和太阳能光伏电池供电,由吸收式制冷及热水系统进行余热回收.太阳能光伏电池采用五参数模型,内燃机为零维、单区模型.分析转速和压比对内燃机输出功率、排气排放物和气缸内传热的影响.结果显示:太阳能光伏电池效率为14%,日发电量500 kWh;内燃机热效率可以达到37%.转速提高后,整体CCHP电效率提高2.8%,余热利用效率提高10%.内燃机的压缩比增大后,CCHP电效率增大0.52%,整体冷热电效率几乎不变.整个CCHP系统电效率为20%,冷热电联合效率可以达到40%.
以铝基平板微热管为研究对象,探究平板微热管微槽道形状、填充工质、冷却方式、加热功率对平板微热管传热性能的影响,分析不同参数下平板微热管平均温差和热阻的变化规律.结果显示:矩形槽道的平板微热管性能优于三角形槽道平板微热管,丙酮工质平板微热管的性能优于甲醇工质平板微热管,带翅片的平板微热管的性能优于不带翅片的平板微热管.在极限热流密度范围内,加热功率越大,平板微热管的性能越好.
"十四五"以来,随着"双碳"相关文件的陆续发布以及"两高"项目管控力度加强,固定资产投资项目节能审查制度成为各级部门加强能源消费"双控"、优化产业投资结构、提升能源利用效率的重要抓手.年综合能源消费量作为衡量项目能源消费情况的直接指标,是项目节能审查环节重点关注的指标,也是判断项目对地方能源消费总量控制的重要参考.从计算边界、方法和口径等方面,总结项目年综合能源消费量核算的相关注意事项,并提出相关建议,以期更好地推进节能报告编制工作.
利用Fluent软件分析不同流道高度对太阳能空气集热器(SAH)性能的影响.结果显示:空气流量为0.009 0～0.055 6 kg/s时,流道高度从50 mm增加到150 mm,SAH的集热效率降低13.11%～2.98%,热损系数增加0.42%～2.63%,㶲效率降低23.05%～7.51%.研究表明,当SAH流道高度为50 mm时,集热效率与㶲效率最高.
以某地下工程的水环热泵系统为例,从环路水量控制的角度优化水环热泵系统的控制模式,提高节能效果.利用Trnsys软件对该工程的水环热泵系统进行建模和运行模拟,对定流量、变流量、利用BP神经网络和PSO算法优化的变流量方案模式下的能耗情况进行对比分析.结果表明:与定流量系统相比,变流量系统的节能率为13.3%,利用BP神经网络和PSO算法优化的变流量系统的节能率为19.5%,优化后的方案比优化前的方案节能7.2%.
计算山东济南某典型农宅建筑的负荷,并采用Trnsys软件模拟该农宅冬季的供暖效果,着重考虑供暖系统集热器面积对空调负荷率和供暖效果等方面的影响.结果显示:集热面积比为11%～15%的系统的供暖效果更好,且系统耗电量变化差距不大.根据费用年值法确定最优集热面积比,集热面积比为11.9%的供暖系统最经济.
大型机场的能源中心作为机场冷热源的"心脏",其方案设计直接影响能源消耗、工程投资和后期运营维护成本.研究某区域枢纽机场能源中心方案,方案采用水蓄冷系统和冷热电三联供的分布式能源方式.研究表明,与常规电制冷和锅炉的供能方式相比,采用能源组合系统的节能性和经济性更佳.
对工业锅炉热效率正反平衡测试不确定度评定进行研究,以一台典型工业锅炉热效率为研究对象,分析测试项目的标准不确定度A类、B类评定方法及合成不确定度的计算,依据中心极限定理,采用t分布计算扩展不确定度.结果显示:反平衡法的不确定度较正平衡法小,二者相差小于1%,正平衡测试不确定度分量主要为进、出水温度和燃料消耗量;反平衡测试不确定度分量主要为炉渣可燃物及燃料元素分析收到基氢和灰分含量.研究表明,锅炉热效率正平衡测试主要应提高进出水温度及燃料消耗量的测量精度,反平衡测试主要应提高煤、灰可燃物含量的实验室分析精度.
设计一种吸水性测试方法及配套装置,并对膨胀珍珠岩、膨胀蛭石、玻化微珠、轻质陶粒及憎水改性膨胀珍珠岩等绝热散料进行吸水性测试,提出一些吸水性试验具体操作要点及建议.结果表明:绝热散料的粒径与其吸水率成反比;28 d吸水率比5 min吸水率的测试结果偏差及变异系数更小,结果更稳定;5 min吸水率可以快速定性检测绝热散料是否经过憎水处理,28 d吸水率可以用来表征绝热散料的长期吸水性.
通过对比分析4种煤气发电技术的应用场景和技术特性,探究钢铁厂煤气的最佳利用路径,最大限度地实现能量的分级回收、梯级利用和协同发电.余热回收加汽轮机发电技术(HTG)最优回收了煤气的高温余热,但产出的低压饱和蒸汽发电效率较低.燃气锅炉加汽轮机发电技术(BTG)简单高效,提高了锅炉初参数,一次再热,极大地提高了发电效率,但所燃烧煤气热值不能低于5 400 kJ/m3.燃气轮机联合循环发电技术(CCPP)发电效率高,但初期投资大,适用于大型钢铁厂,机组选型要求高,需根据特定的使用工况确定.余压透平发电技术(TRT)仅利用煤气的压力能和热能,同时对煤气进行预处理,后续可通过BTG、CCPP进一步利用余热.
双膜法(超滤+反渗透)是常用的废水零排放技术,但在实际运行过程中反渗透污堵问题严重.以华北区域某电厂为例,电厂循环水水塔排污水处理反渗透系统保安过滤器滤芯、反渗透膜一段污堵严重,通过观察外观、灼烧减量、电镜能谱分析等方法,确认污堵原因并提出运行控制建议,以此延长反渗透膜的使用寿命,降低系统运行成本.
智慧化供热应以满足用户的热需求为第一目标,最终实现城镇精准供热、按需供热、智慧供热.现有智能化供热的研究和应用多集中在环境因素影响下的热网自主调节.提出一种基于热用户主观用热需求的人性化、精准化、智慧化集中供热调节方法,并基于案例展开分析.研究表明:该智慧化供热调节方法能够较快速地为热用户提供个性化、精准化的室内温度,在有效节能的基础上提高用户的满意度.
尿素水解系统可能存在尿素溶液污染除盐水、氨气带水、伴热管道效果差、喷氨管道堵塞等故障,影响设备的环保效率.为了解决上述问题,提出一种基于多元状态估计技术的尿素水解系统预警算法.该算法采用多元状态估计对尿素水解系统进行状态监测,得到状态评估值与真实值的残差用于判别该系统是否异常.经实验验证,该算法能够实现对尿素水解系统的状态监测,实现提前预警.
从智慧精益管控角度出发,提出基于数字孪生的循环冷却水系统节能方案.节能系统包括物理层、网络层、信息层及控制层,循环冷却水系统的物理量信息经处理后被送至数字孪生模型,通过数字孪生模型的运行模拟优化,得到最优控制参数并传递给控制层,控制层根据最优控制参数进行逻辑判断,并向物理层的执行机构发出执行指令,完成循环冷却水系统的优化调节.节能系统方案能够解决循环冷却水系统节能不彻底、多用户调节不及时、调节时系统易不稳定、无法实现持续节能经济运行的难题,可实现系统年节电30%以上.
搅拌系统在工业生产中扮演着重要角色,但目前传统的搅拌系统常伴随着过多的能源消耗和机械损耗.研究永磁直驱搅拌系统的节能原理,包括永磁直驱电机节能原理、搅拌桨节能设计和整装搅拌系统的节能分析.研制永磁直驱搅拌系统并将其应用于铜、锌、黄金等金属的冶炼生产.研究表明,永磁直驱搅拌系统在工业应用中具有显著的节能优势.
湿法脱硫后的烟气湿度大,蕴含大量水蒸气及潜热,但由于温度低难以利用.以脱硫浆液作为取热介质提取脱硫后烟气余热,利用热泵系统加热热网水回水,通过工程实际应用数据,总结不同负荷下余热量、热泵COP等参数的变化,测试浆液闪蒸冷凝水的水质,计算获得不同负荷下的节能减排效益及供电煤耗的降低量.研究表明,脱硫浆液闪蒸取热供热技术不用增加引风机负荷,不受脱硫后烟道空间限制,闪蒸冷凝水水质好,利于提高脱硫除尘效率.
以国内某大型火力发电机组作为研究对象,采用汽电双驱空压机系统,以汽-气联供方式为电厂周边的工业园区集中供应压缩空气,低压蒸汽进入工业园区供热管网.阐述汽电双驱空压机的结构特点、启停过程和保护逻辑,分析项目的技术方案与经济分析,为基于大型传统火电机组的压缩空气集中供应方式的应用提供参考.
以佛山某商业综合体新建项目为研究对象,从空调冷热源方案、经济方案对比、节能设计等方面进行分析,总结综合体设计中的要点,简述系统设备配置、管网设计精细化与节能技术在设计中的应用,为其他综合体建筑的设计提供参考.
