利用 TRNSYS 软件对位于意大利南部那不勒斯的集中式太阳能混合供暖制冷系统进行了建模、模拟和分析,为期 5 年,该系统可满足典型意大利小区(由 6 栋住宅楼组成)的供暖、制冷和卫生用水需求。该电厂基于太阳能集热器与季节性钻孔储存相结合的运行;太阳能场也由与电能储存器相连的光伏太阳能电池板组成。采用太阳能吸附式制冷机进行制冷,同时使用冷凝锅炉作为辅助装置。从能源、环境和经济的角度评估了所提系统的性能,并与典型的意大利供暖制冷电厂的运行进行了对比,突出了以下主要结果:节省一次能源消耗高达 40.2%; (减少二氧化碳当量排放量达38.4%;降低运营成本达40.1%;简单回收期约20年)。关键词:钻孔储热,电能储存,
摘要 随着量子计算从实验室的好奇心转变为技术现实,我们必须充分发挥其潜力,使不完善的量子技术在现实世界的应用中获得有意义的好处。实现这一愿景需要计算机架构师发挥关键作用,利用经典计算原理构建和促进混合计算生态系统,以获得实际的量子优势。首先,我将介绍我为构建这个混合生态系统所做的四项研究:经典应用转换、自适应噪声缓解、可扩展纠错和高效资源管理。其次,从经典应用转换的角度,我将介绍“CAFQA:变分量子算法的经典模拟引导程序”,它通过使用贝叶斯优化有效地搜索量子空间中可经典模拟的部分,从而实现 VQA 的精确经典初始化。CAFQA 恢复了之前最先进的经典初始化中丢失的 99.99% 的准确度,平均提高了 56 倍。第三,从可扩展纠错重点出发,我将介绍“Clique:优于最坏情况的量子纠错解码”,其中提出了用于低温量子系统的 Clique QEC 解码器。Clique 是一种轻量级低温解码器,用于解码和纠正常见的琐碎错误,因此只有罕见的复杂错误在低温制冷机外处理。Clique 消除了 90-99% 以上的低温制冷机 I/O 解码带宽,同时支持超过一百万个物理量子比特。最后,我将概述其他之前和正在进行的工作,以及我对实际量子优势的未来研究愿景。传记 Gokul Subramanian Ravi 是芝加哥大学 2020 年 NSF CI 研究员博士后学者,由 Fred Chong 教授指导。他的研究针对量子计算架构和系统,主要研究量子和经典计算交叉的主题。他于 2020 年获得威斯康星大学麦迪逊分校计算机架构博士学位,指导教授是 Mikko Lipasti 教授。他曾获得威斯康星大学麦迪逊分校颁发的 2020 年最佳 ECE 论文奖,并被评为 2019 年计算机架构新星。他的量子和经典计算研究已在顶级计算机架构、系统和工程会议上发表,并获得了两项专利和三项待批专利。他的合著作品被评为 HPCA 2022 最佳论文和 2023 年 IEEE Micro Top Picks 荣誉奖。
这些说明是对提交文件中提供的信息的补充:o 用户操作和维护手册以及制造商的制冷机测试报告应在单独的传输中发送。提供 BROAD 双级直燃吸收式制冷机,包括以下内容 - o 机器应为完整的吸收器包,配有工厂接线,包括热交换器、控制面板、12 英寸彩色触摸屏、带燃气管路的动力火焰低 NOx 燃烧器(散装)和附加真空泵(散装)。o 燃烧器应具有工厂相互 (FM) 批准和 UL 列出的燃气管路。o 燃烧器应为强制通风型,并具有完全调节功能。o 燃烧器应配备所有必要的控制装置,例如压力调节器、开关、控制装置、点火系统以及正确和安全运行所需的其他装置。o 燃烧器应与冷水机组控制系统和所有其他必需的安全功能连接。o 机器的主壳体和高温发生器壳体均应采用优质碳钢制成。o 燃烧室应采用锅炉质量钢板制成。o 机器应进行喷丸处理以消除焊缝应力,并进行静电喷漆。o 工厂对冷表面(采用 0.79 英寸 K-flex 泡沫绝缘材料)和热表面(采用 2 英寸玻璃纤维绝缘材料)进行绝缘,最大 K 值为 0.26。 o 用于蒸发器、吸收器、冷凝器、低温发生器、高温发生器和溶液热交换器的热交换器。o 所有热交换器管应扩展为管板并可更换。o 直接与溴化锂 (LiBr) 溶液接触的内部组件(例如挡板和喷淋头)应由不锈钢制成。o 溴化锂溶液应含有腐蚀抑制剂钼酸锂,以尽量降低装置溶液侧的金属腐蚀率。o 溶液热交换器应为不锈钢板式热交换器,接缝处应采用连续电阻焊。o 冷凝器和吸收器之间的交叉管应由 BROAD 提供。o 机器应在冷凝器、吸收器的两端以及主壳体蒸发器部分的一端配备 O 形圈密封、铰链式检修船用水箱,以便于检修管束。水箱的额定压力应为 150 psig,测试压力为 187 psig。o 应使用并密封视镜和阀门,以保护机器的密封完整性。
百万量子比特级量子计算机对于实现量子霸权至关重要。现代大型量子计算机集成了位于稀释制冷机 (DR) 中的多台量子计算机,以克服每个 DR 的不可扩展冷却预算。然而,大型多 DR 量子计算机带来了其独特的挑战(即缓慢且错误的 DR 间纠缠、量子比特规模增加),并且它们通过增加门操作的数量和 DR 间通信延迟来解码和纠正错误,从而使基线错误处理机制无效。如果不解决这些挑战,就不可能实现容错的大型多 DR 量子计算机。在本文中,我们提出了一种百万量子比特级分布式量子计算机,它使用一种新颖的错误处理机制来实现容错的多 DR 量子计算。首先,我们应用低开销的多 DR 错误综合征测量 (ESM) 序列来减少门操作的数量和错误率。其次,我们应用可扩展的多 DR 错误解码单元 (EDU) 架构来
术语 缩写 AC 吸收式制冷机 ACS 吸收式制冷系统 AMIS® 汞和硫化氢减排(意大利语) BTES 钻孔热能存储 CCS 碳捕获和存储 EES 工程方程求解器 ESS 能量存储系统 ETSC 真空管太阳能集热器 FPSC 平板太阳能集热器 GE 地热能 GHE 地热交换器 GIS 地理信息系统 GPP 地热发电厂 GSHP 地源热泵 HOMER 电力可再生能源混合优化模型 HP 热泵 KC 卡林纳循环 LNG 液化天然气 MGS 多联产系统 NCG 不凝性气体 ORC 有机朗肯循环 ORFC 有机朗肯闪蒸循环 PEM 质子交换膜 PTSC 槽式太阳能集热器 PV 光伏 RC 朗肯循环 RES 可再生能源 RO 反渗透 RTV 朗肯槽式蒸汽 SC 太阳能集热器 VAC 蒸汽吸收循环 VTR 蒸汽槽式朗肯 下标
摘要:本文提出了一种旨在提高弹性的新型日前能源枢纽调度框架。据此,考虑了一种包括热电联产 (CHP)、锅炉、电热泵 (EHP)、吸收式和电制冷机、储能和可再生能源的能源枢纽。该能源枢纽配备了智能电网 (SG) 基础设施,可以实施需求响应 (DR) 计划并以最佳方式运行储能。该枢纽连接到电力和天然气网络。输入能源载体的中断会导致能源枢纽中的设备故障、电负荷损失、冷却和加热故障,从而降低弹性。在发生如此严重的干扰时,维护枢纽消费者供电系统的安全至关重要。因此,本文提出了一种基于使用备用电能存储 (EES) 和 DR 计划的新策略来提高弹性。此外,还使用数值指标来准确计算和评估弹性。数值研究表明,当备用储能和 DR 计划同时实施时,提出的策略分别将电力和天然气网络停电期间的弹性提高 12.02% 和 14.23%。
所收集的数据集与《太阳能辅助区域制冷系统设计和运行优化》[1] 论文相关。部分数据是关于系统的主要和常见组件的。其中包括太阳能集热器的单价(美元/平方米)、类型和效率;吸收式制冷机的容量(千瓦)、类型、初始成本(美元)和 COP;热水/冷冻水热能储存罐的类型、初始成本(美元)和容量(千瓦时);辅助锅炉的初始成本(美元)、容量(千瓦)、类型和效率。另一部分数据是关于卡塔尔国全年每小时制冷需求(千瓦)、卡塔尔国全年每小时全球太阳辐照度(瓦/平方米)以及生产和储存冷冻水和热水的变动成本(美元/千瓦时,美元/千瓦)。数据收集自不同的资源,例如政府网站、商业网站、政府部门、期刊和实际案例研究。这些数据的价值在于,进行此类研究所需的大部分数据都集中在一个资源中。此外,一些数据(例如年度每小时制冷需求和全球太阳辐射)无法在线获取。此外,收集的数据已经过过滤,单位一致,随时可用。最后,考虑的数据
图片列表(续) 图 页 2.9 回路 2 中冷冻水的三个小时正常运行监测时间 – (a) 压力和温度,以及 (b) 离心泵流量和速度 ............................................................................................................................. 29 2.10 暖通空调建筑房间(回路 1)三个小时的正常运行时间 – 热负荷和温度 ............................................................................................................. 30 3.1 制冷机组(组件、传感器)和数字孪生的相互作用以估计性能 ............................................................................................. 34 3.2 制冷机组预防性维护策略中主要组件的监测 ............................................................................................................. 35 3.3 可以使用多种方法进行预测和诊断,包括无模型、基于模型、统计分析和连接到工厂控制系统时的机器学习 ................ ...制冷机装置模型由四个回路组成,回路 1、2 和 3 中的电动机运行采用 PI 控制 ............................................................................................................. 42 3.6 案例 1 – 摩擦误差测试的泵速(a)标称值,和(b)电机和泵联轴器中产生摩擦的情况 ............................................................................................................. 44 3.7 案例 2 – 管道堵塞时的冷冻水流量(a)标称值,和(b)蝶阀开度减小条件 ............................................................................................................. 45 3.8 案例 3 – 泵的机械功率消耗(a)标称值,和(b)效率降低条件 ............................................................................................................. 46
欧盟制定了雄心勃勃的 2050 年碳中和目标。这一转变必须逐步进行,以避免巨额投资;因此,必须从经济和环境两个角度妥善执行能源供应系统的中期能源规划。部门耦合措施有助于实现这一雄心勃勃的目标,尽管它们需要大量的资金投入。本文介绍了一种创新方法,用于位于意大利的马尔凯理工大学校园的中期能源规划,以实现碳中和,即从金融投资角度减少 50% 的碳排放。大学校园是一个多载体的本地能源社区,拥有光伏、热电联产、燃气锅炉、吸收和电制冷机等多种技术,可满足最终用户的能源需求。通过 Calliope 框架研究了不同的已安装和新技术组合(例如,储能或氢气)。案例研究展示了典型年度规划的经济最优情景,保证同样减少 50% 的碳排放。结果强调了利用多家运营商之间的协同作用的重要性,以及 i)可再生能源(例如,额外安装 3.3 MW 的光伏发电)、ii)容量为 7 MWh 的电池和 (iii) 行业耦合技术的重要作用。
乳制品行业是食品行业中增长最快的行业之一,其加工过程对热能的需求很大,温度要求最高为 200 ℃。在这些加工过程中使用太阳能将减少对化石燃料的依赖、温室气体排放、环境污染,并有助于实现排放目标。因此,本研究调查了乳制品公司的热能需求,并提供了太阳能热能系统与其加工过程之间的两种集成概念的示意图,即通过公共能源供应线和各个加工过程的入口。本研究涉及一个案例研究,该案例研究使用天然气锅炉、电力冷却器、冰库和冰箱来满足巴氏灭菌、发酵和冷藏牛奶罐等加工过程的加热和冷却能源需求。乳制品加工过程在满负荷运行时的总能耗为 1315 kWh,其中 1195 kWh 理论上可以由太阳能热能替代。加工过程的温度要求为冷却时 0 ℃ 至 4 ℃,加热时 170 ℃。这些热能需求可以通过使用槽式或线性菲涅尔太阳能集热器以及热能储存来满足。在供应层和工艺层开发的太阳能热能集成概念使用蒸汽鼓和吸收式制冷机将太阳能传输到工艺中。供应层集成具有更多优势,因为它比传统和太阳能系统更容易控制。