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能源密集型行业废热回收创新高温潜热储存决策支持系统
摘要：减少能源消耗、碳足迹、设备尺寸和成本是即将出台的能源密集型行业路线图的关键目标。从这个意义上讲，废热回收等解决方案可以复制到不同的行业（例如陶瓷、混凝土、玻璃、钢铁、铝、纸浆和造纸），因此受到大力推广。在这方面，潜热储能 (TES) 作为一种创新技术解决方案，通过回收和储存工业废热来提高整个系统的效率。为此，通过决策支持系统 (DSS) 协助选择相变材料 (PCM)。基于最相关系统参数之间的相关性，开发了一种基于 MATLAB ® 模型的简化工具，以证明跨部门方法的可行性。研究工作进行了参数分析，以评估 PCM-TES 解决方案在不同工作条件和行业下的技术经济性能。此外，还进行了多标准评估，比较了金属合金和无机水合 PCM 盐的工具输出。总体而言，无机 PCM 表现出更高的净经济和能源节约（高达 25,000 欧元/年；480 兆瓦时/年），而金属合金则具有良好的结果、更短的周期和具有竞争力的经济比；其商业发展仍然有限。
大脑结构共同开发与两年后在ABCD队列中的内部症状有关使用数据中心的废热热量储能将热量存储整合到区域供暖系统中的能源，经济和环境分析
数据中心产生的废热，可以在地区供暖系统中使用。但是，数据中心的热供应与地区供暖系统之间的不匹配需要限制其UTI-LIZATION。此外，高峰值负载增加了地区供暖系统的运行成本。这项研究旨在通过引入热能储藏来解决这些问题。将水箱和钻孔热量储能系统选择为短期和长期的热能储存，分别为短期和长期的热量储存。能源，经济和环境指标来评估不同的解决方案。案例研究是挪威的校园供暖系统。结果表明，水箱可以将峰值负载降低31％，并将年能源成本节省5％。回报期低于15年，而存储效率仍高于80％。但是，它在减轻不匹配和CO 2减少方面没有明显的好处。相比之下，钻孔的热能储能将废热率提高到96％，并使年度CO 2排放量减少了8％。但是，投资回收期超过17年。这些结果为地区供暖系统的复古拟合提供了指南，其中数据中心的废热可用。©2020作者。由Elsevier Ltd.这是CC下的开放访问文章（http://creativecommons.org/licenses/4.0/）。
使用废热恢复
可再生能源的生长需要灵活，低成本和有效的电气存储，以平衡能源供应与需求之间的不匹配。泵送的热能储存（PTE或Carnot电池）在电气产生大于需求时，用热泵（或其他加热系统）将电能转换为热能；当电力需求超过生产时，PTE会从两个热存储库（可能是Rankine循环模式）产生电力。经典PTES架构的成就不超过60％的往返电力效率。但是，使用废热回收率（热积分PTE）的创新档案能够达到比热泵的电力消耗大的功率循环的电力生产，从而增加了技术的价值。在本文中，开发了一个通用模型来根据两个主要输入（废热和环境空气温度）绘制性能映射。无论储存配置如何，当废热温度高，气温较低并且热泵的提升时，可以达到最佳性能。最后，将热整合的PTE技术与其他能量储藏的技术进行了比较，并且由于其高往返效率，低特定的价格和没有特定的地理条件，因此在理论上是有希望的。©2020 Elsevier Ltd.保留所有权利。
基于仿真的废热回收系统设计和优化
项目描述 该项目将综合模拟方法融入城市可再生建筑和社区优化 (URBANopt) 平台，以便对相连建筑区域内的废热源进行详细分析。这些进步将通过将 URBANopt 软件开发工具包 (SDK) 与开源 Modelica 编程语言和下一代 EnergyPlus Spawn（美国能源部 (DOE) 支持的建筑能量模拟程序）相结合来实现。更新后的 URBANopt 平台将能够评估与商业和住宅建筑相关的工业流程和废热机会。
热电厂先进的废热回收技术……
为了满足 NASA 深空探索任务对长寿命和高能量/功率密度的要求，自 1960 年代以来，Pu-238 就被确定为 GPHS 模块最合适的放射性同位素燃料之一。目前，Pu-238 的供应极其有限。有限的供应表明，有效利用 GPHS 产生的热量对于 NASA 的太空应用非常重要和关键。然而，最广泛使用的放射性同位素热电发电机的效率仅为 6-8% 左右，这意味着大量的能量通过金属散热片等散热器以废热的形式耗散。在深空，极冷的宇宙 (3 K) 提供了一个强大的散热器。即使对于温度低于 373 K 的热源，相应的卡诺效率也可以超过 99%。在本文中，我们展示了使用热辐射电池将热量转化为电能的概念验证演示，这是 2015 年构思的一种新技术概念。实验还首次证明了热辐射电池和光伏电池之间的反向 IV 特性。热辐射电池的预测效率在峰值功率输出时明显高于热电电池，在降低功率输出时甚至可能更高。将热辐射电池与放射性同位素加热装置（高品位热量）或放射性同位素动力系统 (RPS) 散热器（低品位废热）集成在一起，可以提供一种新方法，以显著提高 Pu-238 或其他放射性同位素燃料的能源效率。
废热回收的评估和障碍...
本文讨论了在恶劣环境下废热回收 (WHR) 的工业潜力——恶劣环境下废热回收的定义是废热流的温度至少为 650°C 或含有使热回收复杂化的反应性成分。分析涵盖五个行业（钢铁、铝、玻璃、水泥和石灰），选择这些行业是基于生产量、含有恶劣环境成分的废气排放量、回收比目前回收量多得多的热量的可能性以及目前缺乏可接受的 WHR 选项。这些行业在恶劣环境下产生的废热流中发现的总潜在能源节约相当于美国制造业损失的工艺热能的 15.4%（113.6 TWh）。评估了这些行业现有的技术和材料，并估算了每个工业部门可从恶劣环境气体中回收的废热。最后，对每个废热源的深入总结显示了废热可以在何处回收以及必须解决哪些具体问题。潜力最大的是钢铁高炉（46 TWh/年）。考虑的其他废热流包括钢电弧炉（14.1 TWh/年）、平板玻璃（3.6 TWh/年）、容器玻璃（5.7 TWh/年）、玻璃纤维（1.1 TWh/年）、特种玻璃（2.2 TWh/年）、铝熔炉（4.7 TWh/年）、水泥（17.1 TWh/年）和石灰（10.5 TWh/年）。尽管在恶劣环境中回收废热的尝试大多未获成功，但研究和技术的进步可能会释放出巨大的能源和成本节约潜力。
