钻孔储热系统利用附近的多个钻孔将能量直接储存在地下,热载体(通常是水)在钻孔中循环。到目前为止,以输送热量为目的的钻孔储热主要用于储存太阳能热能。然后,钻孔储热被纳入太阳能供暖系统,用于为单个住宅区供暖,以减少太阳辐射和供暖需求之间的季节性不匹配,并增加供暖系统中太阳能的比例。对于这种钻孔热存储应用,存储的能量可以通过太阳能集热器表面的大小来控制。然而,对于工业钻孔储热应用,可储存的能量取决于设施中可用的多余热量。此外,一个行业通常有几种耗能过程,由于操作随时间变化以及产生热量的不同质量,需要对哪些过程应集成到热回收系统中以及如何设计钻孔储热本身进行选择。此外,计算工业设施中可供储存的热量时,需要对储存过程中要包括的各个热流进行测量数据,这意味着,对于工业钻孔储热应用,这必须比用于太阳能储存的钻孔储热更加具体地进行,对于太阳能储存的钻孔储热,大多数位置都可以直接获得用于此计算的历史太阳辐射数据。
摘要。利用飞秒光纤激光器在环境空气中实现了微孔钻孔和切割。首先,研究了透明(玻璃)和不透明(金属和组织)材料中的微孔钻孔。利用光学和扫描电子显微镜对孔的形状和形貌进行了表征和评估。演示了长宽比为 8 ∶ 1 的无碎片、圆度好且无热损伤的微孔。还演示了在硬组织和软组织中无裂纹或附带热损伤的微孔钻孔。然后,研究了不同材料的沟槽微加工和切割,并研究了激光参数对沟槽性能的影响。获得了笔直、干净的沟槽边缘,没有热损伤。© 作者。由 SPIE 根据知识共享署名 3.0 未移植许可证发布。分发或复制本作品的全部或部分内容需要完全署名原始出版物,包括其 DOI。 [DOI:10.1117/1.OE .53.5.051513]
摘要。利用飞秒光纤激光器在空气中钻孔和切割微孔。首先,研究了透明(玻璃)和不透明(金属和组织)材料中的微孔钻孔。用光学和扫描电子显微镜对孔的形状和形貌进行了表征和评估。演示了长宽比为 8 ∶ 1 的无碎片、圆度好、无热损伤的微孔。还演示了在硬组织和软组织中钻孔微孔,没有裂纹或附带热损伤。然后,研究了不同材料的沟槽微加工和切割,并研究了激光参数对沟槽性能的影响。获得了笔直、干净的沟槽边缘,没有热损伤。© 作者。由 SPIE 根据知识共享署名 3.0 未移植许可证发布。分发或复制本作品的全部或部分需要完全署名原始出版物,包括其 DOI。 [DOI: 10.1117/1.OE .53.5.051513 ]
摘要。利用飞秒光纤激光器在空气中钻孔和切割微孔。首先,研究了透明(玻璃)和不透明(金属和组织)材料中的微孔钻孔。用光学和扫描电子显微镜对孔的形状和形貌进行了表征和评估。演示了长宽比为 8 ∶ 1 的无碎片、圆度好、无热损伤的微孔。还演示了在硬组织和软组织中钻孔微孔,没有裂纹或附带热损伤。然后,研究了不同材料的沟槽微加工和切割,并研究了激光参数对沟槽性能的影响。获得了笔直、干净的沟槽边缘,没有热损伤。© 作者。由 SPIE 根据知识共享署名 3.0 未移植许可证发布。分发或复制本作品的全部或部分需要完全署名原始出版物,包括其 DOI。 [DOI: 10.1117/1.OE .53.5.051513 ]
摘要。利用飞秒光纤激光器在空气中钻孔和切割微孔。首先,研究了透明(玻璃)和不透明(金属和组织)材料中的微孔钻孔。用光学和扫描电子显微镜对孔的形状和形貌进行了表征和评估。演示了长宽比为 8 ∶ 1 的无碎片、圆度好、无热损伤的微孔。还演示了在硬组织和软组织中钻孔微孔,没有裂纹或附带热损伤。然后,研究了不同材料的沟槽微加工和切割,并研究了激光参数对沟槽性能的影响。获得了笔直、干净的沟槽边缘,没有热损伤。© 作者。由 SPIE 根据知识共享署名 3.0 未移植许可证发布。分发或复制本作品的全部或部分需要完全署名原始出版物,包括其 DOI。 [DOI: 10.1117/1.OE .53.5.051513 ]
一名 75 岁男性,因运动性失语症就诊,发现左侧 CSDH 密度不均一,压迫邻近大脑 [图 1a]。患者未服用任何抗血栓药物,否认近期头部创伤。患者在局部麻醉下接受了颅骨钻孔造口术,随后在血肿腔内插入硅胶管。术后过程顺利:失语症在术后不久消失,术后第 1 天 (POD) 拔除硅胶管。术后第 1 天的脑部计算机断层扫描 (CT) 显示 CSDH 体积明显减小,中线移位 [图 1b]。虽然患者仍无症状,但术后第 14 天的脑部 CT 显示颅骨钻孔下方形成了高密度血凝块状结构 [图 1c]。术后第 21 天的脑部 CT
钻孔热能存储系统的优化设计可以确保满足其技术经济目标。当前的设计优化方法要么采用不适合数值优化的详细建模,要么使用不考虑操作条件的简化模型。本文提出了一种面向优化的模型和非凸优化公式,与文献中的其他研究不同,它可以考虑季节性存储大小和温度对其容量、损耗、传热速率以及连接热泵或冷却器的效率的影响。该方法应用于一个案例研究,考虑了两种情况:仅存储冷却产生的热量和集成太阳能热发电。结果表明,随着电力二氧化碳强度分布、冷却需求和碳排放价格等边界条件的变化,不仅最佳季节性存储规模会发生变化,其最佳运行条件也会发生变化。在标准边界条件下,二氧化碳排放量的潜在减少量有限(最多 6.7%),但冷却需求的增加和二氧化碳强度季节性变化的增强导致排放量减少 27.1%。太阳能发电的整合率进一步提高到43.7%,而年成本则略有增加,仅为6.1%。
摘要。能够缩小夏季可再生能源发电和冬季供暖需求之间季节性差距的技术对于减少能源系统的二氧化碳排放至关重要。钻孔热能存储 (BTES) 系统提供了一种有吸引力的解决方案,其正确的尺寸对于其技术经济成功至关重要。大多数 BTES 设计研究要么采用详细的建模和仿真技术,这些技术不适合数值优化,要么使用明显简化的模型,不考虑操作变量的影响。本文提出了一种 BTES 建模方法和混合整数双线性规划公式,可以考虑季节性 BTES 温度波动对其容量、热损失、最大传热速率以及连接的热泵或冷却器的效率的影响。这使我们能够准确评估其在不同温度和不同操作模式(例如 BTES 直接排放或通过热泵)下运行的不同区域供热和制冷网络中的集成性能。考虑一个在电力的二氧化碳强度随季节变化的情况下使用空气源热泵的案例研究,研究了集成 BTES 和太阳能集热器的能源系统的最佳设计和运行。优化旨在最大限度地降低能源系统的年度成本和二氧化碳排放量,该优化适用于两种供热网络温度和五种代表性碳价。结果表明,最佳 BTES 设计在尺寸和运行条件方面都发生了变化,与基于标准空气源热泵的系统相比,排放量最多可减少 43%。
1 印度理工学院巴特那分校机械工程系,巴特那-801103,印度;jitesh4u89@gmail.com 2 布达佩斯技术与经济大学制造科学与工程系,匈牙利布达佩斯 H-1111;szalay@manuf.bme.hu 3 伦敦帝国理工学院机械工程系,英国伦敦 SW7 2AZ Exhibition Rd.;m.mia19@imperial.ac.uk 4 山东大学机械工程学院高效清洁机械制造教育部重点实验室,济南 250100,中国;munishguptanit@gmail.com (M.K.G.); ssinghua@sdu.edu.cn (Q.S.)5 奥波莱理工大学机械工程学院,76 Proszkowska St., 45-758 Opole,波兰;g.krolczyk@po.opole.pl (G.K.);r.chudy@po.edu.pl (R.C.)6 南乌拉尔国立大学自动化机械工程系,列宁大街。76,车里雅宾斯克 454080,俄罗斯;alich74@rambler.ru (V.A.P.); danil_u@rambler.ru (D.Y.P.)* 通讯地址:kpatra@iitp.ac.in;电话: + 91-6123028012
存储过程钻孔热量存储通常在较低温度(在4°C和20°C之间)使用,以在较小的尺度上提供加热和/或冷却。地面源热泵可以使用这些较低的温度比空气源热泵更有效地提供加热。高温钻孔热量储能(HT-BTE)可利用相同的技术来存储高达95°C的更高温度。HT-BTE的设计更专门用于大规模储藏应用。它由钻入地面的钻孔网络组成,每个钻孔都是热能充电和恢复点。每个钻孔中的管子可根据需要存储和释放热能。水通常用作HT-BTE的传热液。钻孔通常在深150米的几十米之间。可以钻出更深的孔,但是随着加热土壤的相对表面积的增加,热损耗将增加。