吉林大学学报(工学版) ›› 2022, Vol. 52 ›› Issue (8): 1759-1763.doi: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb20211464

• 车辆工程·机械工程 • 上一篇    

复合太阳能的燃气机热泵热力学性能

徐振军1(),王浩2,赵开元2,郝博轶2,李清清1,王常浩1   

  1. 1.青岛农业大学 建筑工程学院，山东 青岛 266300
    2.青岛工学院 机电工程学院，山东 青岛 266300
  • 收稿日期:2021-12-31 出版日期:2022-08-01 发布日期:2022-08-12
  • 作者简介:徐振军（1980-），男，副教授，博士.研究方向：燃气热泵和建筑节能. E-mail： xuzhenjun@qau.edu.cn
  • 基金资助:
    国家自然科学基金项目(51608290);山东省自然科学基金面上项目(ZR2021ME051);青岛农业大学高层次人才启动基金项目(631019)

Therodynamic performance of compound solar energy gas engine heat pump

Zhen-jun XU1(),Hao WANG2,Kai-yuan ZHAO2,Bo-yi HAO2,Qing-qing LI1,Chang-hao WANG1   

  1. 1.College of Civil Engineering＆Architecture，Qingdao Agricultural University，Qingdao 266300，China
    2.Mechanical and Electrical Engineering，Qingdao Institute of Technology，Qingdao 266300，China
  • Received:2021-12-31 Online:2022-08-01 Published:2022-08-12

RICH HTML

 0   

PDF (PC)

226

摘要：

基于当前能源利用现状，考虑到太阳能和燃气的有机结合，提出了复合太阳能的燃气机热泵系统，并建立了复合太阳能的燃气机热泵系统热力学模型。通过对系统中各组成设备的有用能分析，得出结论：随着出水温度的升高，冷凝器、蒸发器的有用能提高，压缩机的有用能降低，发动机和余热换热器的有用能变化不。压缩机随着转速的变化，其有用能损失变大，冷凝器和蒸发器的有用能损失也表现出相似的规律，其他的部件有用能损失几乎不变。虽然燃气热泵有用能量损失变化规律与是否复合太阳能并无过多直接关联，但在复合太阳能后，使燃气发动机配置功率降低，燃气量相应减少，除太阳能集热板之外的各部件有用能量损失值均降低，于此对于降低系统总能量的消耗具有重大意义。

关键词: 动力工程及工程热物理, 燃气机热泵, 太阳能, 热力学

Abstract:

Based on the current energy utilization status， taking into account the organic combination of solar energy and gas， the gas engine heat pump system with solar energy was proposed and thermodynamic model was established. Exergy for the components of the system was researched， and the conclusion was drawn. With the water temperature increasing， the exergy of the condenser and the evaporator increasing， the exergy of the compressor reduced， but the exergy of the engine and heat exchanger have little change hardly. With the change of engine speeding， the exergy loss of compressor becomes larger， and the exergy loss of condenser and evaporator also showed a similarity law， but other parts of exergy loss almost unchanged. There is little difference in the variation law of useful energy loss of gas engine heat pump with or without composite solar energy. However, after the solar energy is compound, the configuration power of the gas engine can be reduced, the gas quantity can be reduced, and the useful energy loss value of each component except the solar collector plate is reduced, which is of great significance for reducing the total energy consumption of the system.

Key words: power engineering and engineering thermal physics, gas engine heat pump, solar energy, thermodynamics

中图分类号: 

  • TB61

图1

复合太阳能燃气机热泵系统流程图"

图2

出水温度对系统各部件有用能的影响曲线图"

图3

出水温度对系统部件有用能损失占比的影响"

图4

太阳能独立供电情况下转速对系统各部件有用能损失的影响曲线图"

图5

复合太阳能情况下转速对系统各部件有用能损失的影响曲线图"

1 徐振军. 独立式内燃机热泵系统及其控制特性实验研究[D]. 天津: 天津大学机械工程学院, 2009.
Xu Zhen-jun. Experiment research for independent engine-driven heat pump system[D]. Tianjin: College of Mechanical Engineering, Tianjin University,2009.
2 徐振军. 复合发电系统的沼气热泵供能特性研究[J]. 农业机械学报, 2011, 42(7): 144-147.
Xu Zhen-jun. Energy supply performance for biogas heat pump with generator[J]. Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery, 2011,42(7): 144-147.
3 方筝, 杨昭, 陈轶光. 冷热电三联供燃气机热泵系统的火用损功率分析[J]. 热能动力工程, 2009, 24(1): 53-59, 142.
Fang Zheng, Yang Zhao, Chen Yi-guang, Exergy loss power analysis of gas engine heat pump system with combined cooling, heating and power supply[J]. Journal of Engineering for Thermal Energy and Power, 2009, 24(1): 53-59, 142.
4 段超. 太阳能与热泵互补驱动的中空纤维膜海水淡化系统研究与热力学分析[D]. 广州: 华南理工大学化学与化工学院, 2019.
Duan Chao. Experimental investigation and thermodynamic analysis of hollow fiber membrane-based desalination system driven by solar energy and heat pump[D]. Guangzhou: School of Chemistry and Chemical Engineering, South China University of Technology, 2019.
5 何仁, 杨柳, 胡东海. 冷藏运输车太阳能辅助供电制冷系统设计及分析[J]. 吉林大学学报: 工学版, 2018, 48(6): 1645-1652.
He Ren, Yang Liu, Hu Dong-hai. Design and analysis of refrigeration system supplied by solar auxiliary power of refrigerator car[J]. Journal of Jilin University (Engineering and Technology Edition), 2018, 48(6): 1645-1652.
6 李明, 薛庆峰, 张可欣, 等. 电动汽车热泵空调系统性能分析[J]. 吉林大学学报: 工学版, 2021, 51(6): 1943-1952.
Li Ming, Xue Qing-feng, Zhang Ke-xin, et al. Performance analysis of electric vehicle heat pump air conditioning system[J]. Journal of Jilin University (Engineering and Technology Edition), 2021, 51(6): 1943-1952.
7 齐子姝, 高青, 刘研, 等. 联供模式地下换热器温变及其热泵效能分析[J]. 吉林大学学报: 工学版,2012, 42(2): 339-343.
Qi Zi-shu, Gao Qing, Liu Yan, et al. Analysis of temperature of underground heat exchanger and efficiency of heat pump with combined cooling and heating[J]. Journal of Jilin University(Engineering and Technology Edition), 2012, 42(2): 339-343.
8 Petela R. Exergy of undiluted thermal radiation[J]. Solar Energy, 2003, 74(6): 469-488.
9 Gunerhan H, Hepbasli A. Exergetic modeling and performance evaluation of solar water heating systems for building applications[J]. Energy and Buildings, 2007, 39(5): 509-516.
[1] 何仁,杨柳,胡东海. 冷藏运输车太阳能辅助供电制冷系统设计及分析[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(6): 1645-1652.
[2] 金敬福, 韩丽曼, 曹敏, 李杨, 齐迎春, 丛茜. 水滴结冰相变体积膨胀规律[J]. 吉林大学学报(工学版), 2016, 46(5): 1546-1551.
[3] 王军年, 张煦, 康丹, 王庆年, 唐德隆, 张君彦. 轮毂电机驱动太阳能赛车参数匹配及巡航控制[J]. 吉林大学学报(工学版), 2015, 45(3): 689-695.
[4] 黄健康1, 何翠翠1, 2, 石玗1, 樊丁1. 铝/钢异种金属焊接接头界面Al-Fe金属间化合物生成及其热力学分析[J]. 吉林大学学报(工学版), 2014, 44(4): 1037-1041.
[5] 刘元宁, 徐宝林, 张浩, 陈竟博, 韩烨, 禹剑龙. 基于siRNA-mRNA结合热力学特征的高效siRNA筛选[J]. 吉林大学学报(工学版), 2014, 44(01): 191-195.
[6] 曹敏, 陈廷坤, 丛茜, 金敬福. 表面形态对结冰附着强度的影响[J]. 吉林大学学报(工学版), 2013, 43(05): 1314-1319.
[7] 陈轶杰,顾亮,杨占华,雷强顺,黄郁馨. 半主动油气弹簧热平衡及其影响因素分析[J]. 吉林大学学报(工学版), 2010, 40(04): 1034-1038.
[8] 陈立军,杨善让,王升龙,米利俊. 复合制冷循环电站空冷系统的热力学分析[J]. 吉林大学学报(工学版), 2009, 39(增刊2): 283-0286.
[9] 王燕波, 王祖温, 杨庆俊, 包钢. 气压伺服系统的建模与特性[J]. 吉林大学学报(工学版), 2009, 39(05): 1186-1191.
[10] 陈轶杰，顾亮 . 双筒式减振器热力学模型[J]. 吉林大学学报(工学版), 2008, 38(05): 1086-1090.
[11] 李忠建,郑茂余,王芳 . 有限热容不可逆四热源吸收式制冷机的优化
[J]. 吉林大学学报(工学版), 2008, 38(02): 283-0286.
[12] 聂建军，杜发荣，高峰 . 存在热漏的内燃机与斯特林联合循环的有限时间的热力学研究[J]. 吉林大学学报(工学版), 2007, 37(03): 518-0523.
[13] 赵玉谦， 方世杰， 赵宇光， 丛郁， 涂明金， 姜启川. （Ti, Fe）-Al-C体系钢铁基复合材料的热力学计算与分析[J]. 吉林大学学报(工学版), 2005, 35(04): 343-347.
[14] 赵宇光, 姜启川, 任露泉, 秦庆东. Fe-C-Ti-Mn合金系中TiC原位生成反应的热力学分析[J]. 吉林大学学报(工学版), 2004, (1): 1-6.
Viewed
Full text


Abstract

Cited
  Shared   
  Discussed   
No Suggested Reading articles found!
版权所有 © 《吉林大学学报(工学版)》编辑部
地址：长春市人民大街5988号　电话：+86-431-85095297　传真：+86-431-85094074　E-mail: xbgxb@jlu.edu.cn
本系统由北京玛格泰克科技发展有限公司设计开发