论文部分内容阅读
当前热能利用中的突出浪费是“降级使用”,即化石燃料直接燃烧,用于获取温度不高的热能,满足采暖、空调、干燥等生产生活需求,大量的低温余热被浪费。据调查,中国各行业的余热总资源约占其燃料消耗总量的17%—67%,可回收利用的余热资源约为余热总资源的60%,节能潜力巨大。但在热能回收利用过程中,人们遇到了一系列需要加以解决的问题,如在许多能源利用系统中(太阳能系统、建筑物空调和采暖系统、冷热电联产系统、废热利用系统等)存在着供能和耗能之间的不协调性,造成了能量利用的不合理性和大量浪费。 从提高能源利用效率和节能的角度,基于热能贮存的热电热泵技术是缓解这一矛盾的可行途径。目前商用热电热泵芯片组在冷热端温差小于50℃时,单级热泵制热系数在1.5—7.0之间,并在级联情况下,还可获得更大的制热系数,当有余热可利用时系统热力特性会显著提高。 综合利用低温热能贮存和热电热泵技术,既可节省一次能源消耗,又可提高一次能源利用的终端用能效率,不但节约系统的初投资,对于电网负荷峰、谷时间段电价分计的地区,还可降低系统的运行费用。这种技术在工业废热回收和利用、电力的“移峰填谷”,将间断能源如太阳能、风能等转化为连续能源方面,以及工业与民用建筑和采暖空调的节能等领域具有广泛的应用前景,目前己成为世界范围内的研究热点。《科技导报》2011年第11期刊登了湖南大学教授张泠的论文“主动式相变蓄热装置蓄/放热特性试验”,介绍了一种新型蓄热装置。研究者针对一种主动式热电热泵相变蓄热装置,在不同工作电压和不同热源温度下测试其蓄热和放热性能。实验结果表明,在不同工作电压和不同热源温度时,该装置的蓄/放热时间以及蓄/放热效率有很大差异。在工作电压较高,余热热源温度较高的情况下,该装置蓄热所需时间较短;此时继续增加工作电压会导致半导体芯片冷热端温差变大而降低该装置的制热系数。对比被动式相变蓄热装置,该装置最大的优越性在于工作电压的可调性,在合理的范围内调整工作电压大小,可以保证其较高的蓄/放热性能,同时克服了被动式相变蓄热装置在低温余热回收过程中无法改善热能供需双方在时间、地点和强度上不匹配性的缺点。