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利用可逆有机朗肯循环释放地热的灵活性潜力
摘要 地热发电的普遍优势是其可靠性和基载能力。然而，未来的能源系统需要可靠的能源，这些能源还能对需求的变化做出快速反应。可逆有机朗肯循环 (ORC) 也可用作高温热泵 (HTHP)，使地热系统能够更灵活地运行。与区域供热系统和/或储热系统 (例如 HT-UTES) 相结合，可逆 ORC 可以响应电网的需求，从地热盐水中发电或在 HTHP 模式下消耗电力。通过实施存储系统，HTHP 运行期间产生的高温热量可用于在以后增加地热电力输出。这项工作概述了可逆 ORC 在地热系统中的应用和灵活性潜力，并介绍了此类系统的潜在系统布局。
高温泵热能存储系统的热力学分析：制冷剂的选择、性能和局限性
更广泛地应用可再生能源的瓶颈之一是开发高效的能源存储系统，以弥补可再生能源的间歇性。抽水蓄能 (PTES) 是一项非常新的技术，它可以成为抽水蓄能或压缩空气储能的一种有前途的独立于场地的替代方案，而不会受到相应的地质和环境限制。因此，本文对由高温热泵 (HTHP) 组成的 PTES 系统进行了完整的热力学分析，该系统通过中间高温热能存储系统 (HT-TES) 驱动有机朗肯循环 (ORC)。后者结合了潜热和显热热能存储子系统，以最大限度地发挥制冷剂过冷的优势。在验证了所提出的模型后，已经进行了几项参数研究，以评估在广泛的源和散热器温度下使用不同制冷剂和配置的系统性能。结果表明，对于在 HTHP 和 ORC 中采用相同制冷剂的系统，以及在 133 o C 下的潜热储热系统，R-1233zd(E) 和 R-1234ze(Z) 表现出最佳性能。在所有研究的 133 ◦ C 潜热储热系统的案例中，在 HTHP 中采用 R-1233zd(E) 并在 ORC 中采用丁烯时，系统性能最佳（同时考虑到对环境的影响）。理论上，在 HTHP 源温度和 ORC 接收器温度分别为 100 ◦ C 和 25 ◦ C 下，此类系统可达到 1.34 的功率比。© 2020 由 Elsevier Ltd. 出版。这是一篇根据 CC BY-NC-ND 许可协议开放获取的文章（http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/）。
对高热利用率的实验研究...
抽象可再生能源在电力供应中起着越来越重要的作用。在欧洲的背景下，可再生能源在供暖部门仍然起着较小的作用，2018年约有21％，尽管该部门占最终能源消耗的50％以上（世界能源委员会，2020年）。为了使加热部门脱碳，将高温热泵（HTHP）的整合到可再生能源系统中是一种有希望的方法。潜在的应用领域是地热系统或工业过程中的废热。目标是利用HTHP来保证在峰值载荷期间的覆盖范围，增强可再生系统的热量输出或实现废物热利用。这种系统集成需要灵活性和可靠的零件负载特性，以抵消需求中的显着波动。本研究旨在在实验室进行实验量表检查HTHP的零件载荷性能。测试系统代表HTHP，热量输出为35 kW，供应温度高达130°C。用作工作培养基的制冷剂Trans-1-氯-3,3-3-3-三氟丙烯（R1233ZD（E）），具有低全球变暖潜力（GWP）和臭氧耗竭潜力（ODP）。实施了内部热交换器（IHX）以及水冷气缸盖（CHC），以研究它们优化测试钻机性能的潜力。在50°C的热源温度和100°C的供应温度下，在定义的基本场景中检查了系统的零件负载行为。此外，供应温度的升高高达130°C与（无）CHC结合使用。分析集中在安装的气缸盖冷却的影响上。结果表明，气缸盖冷却可降低往复式压缩机的排放气体温度，从而确保材料友好型运行，同时可以回收耗散的热量并将系统效率提高高达8％。另外，可以确定对传热的主要影响，例如冷凝器中的捏点的减小。然后，可以在经济和技术优化的背景下从中得出进一步的建议。
适用于商业建筑的大型热泵
在大型商业建筑中使用热泵是美国尚未得到充分探索的脱碳途径。必要的技术是存在的，但国内对潜在应用、剩余障碍、能源和经济节约或可能的市场趋势的了解有限。本文回顾了国际能源署 (IEA) 高温热泵 (HTHP) 附件中欧盟 (EU) 和其他地区大型商业应用中热泵使用的真实案例研究。它讨论了此类案例研究的适用性、经验、经济性和大规模国内采用的障碍。我们还介绍了新兴市场趋势，以及商业实体如何最好地与公用事业和政府合作，以使热泵的使用能够实现脱碳目标并降低能源成本。