在當今能源消耗量巨大的現(xiàn)狀下,如果能夠將余熱能進行回收并且加以利用,不僅可以降低熱排放,還能夠節(jié)約能源,保護環(huán)境。余熱利用的兩種主要方式高溫熱泵和低溫發(fā)電,但兩種方式實現(xiàn)的功能以及需要的熱源范圍均不相同。單一的高溫熱泵和低溫發(fā)電技術在利用過程中不能應對大范圍的熱源溫度波動以及運行不連續(xù),對于這樣的現(xiàn)狀,本文設計并提出一種雙功能集成裝置,建立低溫發(fā)電和熱泵的單體雙功能機組,以設備一體化為出發(fā)點,從而實現(xiàn)能質(zhì)調(diào)配。本文首先對集成技術的設備以及系統(tǒng)的影響因素進行分析研究,主要包括換熱器、螺桿機、永磁電機以及工質(zhì)。分別對以上設備和工質(zhì)進行理論分析,從高溫熱泵和低溫發(fā)電的角度出發(fā),對設備的換熱性能,承壓性能,發(fā)電量及做功能力等做出詳細分析。對影響集成技術的因素上,分別從冷熱源進出口水溫或者蒸發(fā)器進口水溫、冷凝器出口水溫幾個方面對機組的性能進行的理論研究分析。其次為保證集成技術能夠安全穩(wěn)定的運行,對核心部件20kW永磁電機進行正反轉實驗,利用另外一臺37kW永磁電機與之相連,分別使20kW永磁電機作為電動機和發(fā)電機,并采集實驗數(shù)據(jù),分析得出了該永磁電機的性能。本實驗包含M1和M2兩種模式。在M1模式下對基于蒸汽壓縮式循環(huán)的熱泵系統(tǒng)研究了冷凝溫度對性能系數(shù)(COP)、制熱量和壓縮機耗功等參數(shù)的影響。由實驗結果可知,M1模式下提高能質(zhì)為36℃時,最大制熱量能達到30.22kW。在穩(wěn)定運行的同時高溫側出水溫度可以達到86℃,COP較高。而M2模式以有機朗肯循環(huán)(ORC)為理論循環(huán),研究了該過程的等熵效率和發(fā)電效率等參數(shù)。結果表明:M2模式下最大發(fā)電量為3.74kW,發(fā)電效率4.58%。等熵效率在56%-81%之間,這為以后機組設計提供了可靠的依據(jù)。為解決機組性能參數(shù)獲取方式單一的問題,通過人工神經(jīng)網(wǎng)絡對機組性能進行預測,分別用BP神經(jīng)網(wǎng)絡對M1模式的COP、制熱量和壓縮機耗功作出預測,徑向基神經(jīng)網(wǎng)絡對M2模式的發(fā)電量以及發(fā)電效率進行預測,結果表明預測數(shù)據(jù)與實驗數(shù)據(jù)相比誤差較小,精度較高。
【學位單位】：天津大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：TM617
【部分圖文】：

圖 1-1 2000-2012 年能源消耗總量年鑒》顯示，截止到 2012 年，世界產(chǎn)煤量大約為 78.64 億噸，較.0%；全球對煤炭消耗量達到了 5328 百萬噸標準煤，與 2011 年相比由此可見，煤炭和原油依然為化石能源消耗最多的兩種能源。如

圖 1-2 能源消耗分布二五”期間，我國經(jīng)濟發(fā)展進入新常態(tài)，隨著產(chǎn)業(yè)結構的調(diào)整轉變，能源需求也出現(xiàn)了一些新的特點，尤其是清潔能源消費是工業(yè)能源消耗仍然處于較高水平，在能源消費總量中工業(yè)能

圖 1-3 光伏發(fā)電與光熱發(fā)電（4）生物質(zhì)能生物質(zhì)能是太陽能以化學形式儲藏在生物質(zhì)中的能量形式，也就是將生載體存儲能量，直接或間接地來源于綠色植物的光合作用。作為一種可
【相似文獻】

相關期刊論文 前10條

1 吳治將;張學偉;;中高溫熱泵技術在工業(yè)中的應用現(xiàn)狀[J];制冷;2017年01期

2 張雷;胡連營;;中高溫熱泵工質(zhì)應用的現(xiàn)狀與選擇[J];節(jié)能;2010年01期

3 賀翔;;高溫熱泵技術的實證分析[J];消費導刊;2009年20期

4 李永安;高溫熱泵機組通過鑒定[J];暖通空調(diào);2002年05期

5 陳恒;張世程;孫鵬;杜振興;;中高溫熱泵技術在工業(yè)余熱回收中的應用[J];中外能源;2013年11期

6 高攀;趙力;;中高溫熱泵系統(tǒng)循環(huán)工質(zhì)的研究[J];暖通空調(diào);2006年01期

7 王繼霄;王懷信;馬利敏;;水-水中高溫熱泵系統(tǒng)的優(yōu)化設計[J];節(jié)能技術;2006年03期

8 馬利敏,王懷信,李海龍,劉方;中高溫熱泵工質(zhì)的理論研究[J];工程熱物理學報;2003年05期

9 趙力,張啟;循環(huán)工質(zhì)的泄漏對于中高溫熱泵性能的影響[J];太陽能學報;2003年02期

10 郭濤;王懷信;;采用不同工質(zhì)的中高溫熱泵理論循環(huán)特性[J];天津大學學報;2010年08期

相關博士學位論文 前4條

1 馬利敏;中高溫熱泵工質(zhì)的理論與實驗研究[D];天津大學;2006年

2 陳成敏;高溫熱泵技術及系統(tǒng)性能研究[D];天津大學;2012年

3 陳妍;廢水余熱利用技術建筑區(qū)域適應研究[D];天津大學;2014年

4 王瑩;高溫熱泵熱擴容技術及其在集中供熱系統(tǒng)中的應用[D];天津大學;2012年

相關碩士學位論文 前10條

1 吳璋翔;高溫熱泵與低溫發(fā)電集成技術與裝備的試驗研究[D];天津大學;2018年

2 蔡榮昌;高溫熱泵介質(zhì)循環(huán)性能研究及分子模型初探[D];天津大學;2018年

3 李巍;工業(yè)級復疊式高溫熱泵的性能研究[D];天津大學;2018年

4 孫利豪;新工質(zhì)中高溫水源熱泵系統(tǒng)優(yōu)化研究[D];青島理工大學;2018年

5 王恒;高溫熱泵技術在石化企業(yè)余熱利用中的研究[D];天津大學;2017年

6 王繼霄;中高溫熱泵工質(zhì)及系統(tǒng)優(yōu)化方法的研究[D];天津大學;2007年

7 曹志勇;中高溫熱泵工質(zhì)的循環(huán)性能研究[D];天津大學;2007年

8 劉昭云;蒸汽壓縮式中高溫熱泵系統(tǒng)性能優(yōu)化研究[D];天津大學;2013年

9 陳晨;中高溫熱泵自然工質(zhì)的理論與實驗循環(huán)性能研究[D];天津大學;2010年

10 陳清瑩;中高溫熱泵工質(zhì)系統(tǒng)性能實驗研究[D];天津大學;2012年

本文編號：2875736