基于氨水工质的太阳能-地热能混合热源冷热电联供系统集成与调控机理研究

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基本信息

  • 批准号：
    51906131
  • 项目类别：
    青年科学基金项目
  • 资助金额：
    25.0万
  • 负责人：
    王建永
  • 依托单位：
    陕西科技大学
  • 学科分类：
    E0601.工程热力学
  • 结题年份：
    2022
  • 批准年份：
    2019
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2020-01-01 至2022-12-31

项目摘要

Developing and utilizing renewable energy in the region as heat sources and supplying multiple energy for users by means of combination supply of cooling, heating and power are the development direction of China's urban energy supply system in the future. At present, the combined cooling, heating and power (CCHP) system based on the comprehensive utilization of solar energy and geothermal energy has not yet formed a complete design system, and the research on system coordination control is not deep enough. This project aims to meet the needs of users with multiple energy varying with the seasons and use the solar energy and geothermal energy efficiently. This project will establish a solar-geothermal hybrid heat sources CCHP system based on ammonia-water working fluid, and adopt the combined research methods of theoretical analysis, simulation and experimental test, to conduct research on three aspects of the hybrid heat sources CCHP system, including 1) system's deep integration principle, 2) system energy transfer, conversion and loss characteristics, and 3) system adaptive coordination control strategy. The research would achieve flexible switch and coordinated control of various operation modes of the system, reveal the deep integration principle of the solar-geothermal hybrid heat sources CCHP system and clarify the coordination control strategy to ensure the safe and stable operation of the system under the conditions of switching operation modes. The work of this project will provide scientific basis for improving the theory of smart energy system construction based on the efficient use of renewable energy.
开发利用区域内可再生能源作为热源，通过冷热电联供方式为用户提供多种能量，是未来我国城市供能系统的发展方向。目前基于太阳能和地热能综合利用的冷热电联供系统尚未形成完整的设计体系，在系统协调控制方面的研究也不够深入。本项目以满足用户随季节变化的多品种能量需求和高效利用太阳能和地热能为目标，通过建立一种基于氨水工质的太阳能-地热能混合热源冷热电联供系统，采用理论分析、模拟仿真和实验测试相结合的研究手段，开展混合热源冷热电联供系统在1）系统深度一体化集成原理，2）系统能量传递、转化和损失特性，3）系统适应性协调控制策略三方面的研究，达到系统多种运行模式灵活切换和协调控制的目的，以揭示太阳能-地热能混合热源冷热电联供系统的深度一体化集成原理，阐明在运行模式切换条件下保证系统安全稳定运行的协调控制策略。本项目的研究工作将为完善基于可再生能源高效利用的智慧能源系统构建理论提供科学依据。

结项摘要

开发利用太阳能和地热能，替代化石燃料作为热源，以冷热电联供的方式进行能源供应，是城市新区能源系统的未来发展方向。另外，氨水作为多种发电、制冷、热泵系统的循环工质，为冷热电系统的高效集成提供了可能性。.本项目以基于氨水工质的太阳能-地热能混合热源冷热电联供系统为研究对象，对其内在的系统集成原理、能量转化特性、非稳态特性及调控等问题进行了研究。首先，通过文献综述和理论分析，获得了太阳能与地热能组成混合热源的集成方法和氨水工质冷热电联供系统的集成方法，为后续系统具体工作流程的构建奠定理论基础。其次，提出了可根据季节变化而改变运行模式的氨水工质冷热电联供系统，该系统通过管路阀门的开关组合实现发电、冷电、热电三种运行模式，满足用户随季节变化的用能需求；并通过模拟计算获得了三种运行模式下的系统状态点参数和运行性能。另外，还提出了多个利用地热能或其他中低品位热能的氨水工质多联供（冷热电、冷电、热电）系统，通过计算分析，获得了关键热力参数（如透平进出口压力、蒸发器压力、精馏塔压力、氨水浓度等）对系统多方面性能的影响，揭示了系统内部不可逆能量损失的形成原因和改善途径。最后，针对氨水工质联供系统的核心构成循环，建立其变工况分析数学模型，获得了循环在热源温度、热源质量流量、冷却水温度、用电负荷变化情况下的协调控制策略和非稳态变工况性能，为系统的实际运行与控制提供指导。.本项目的研究成果将完善基于可再生能源高效利用的智慧能源系统构建理论，为城市新区能源系统的规划建设提供新思路，对实行节能减排和发展低碳经济具有一定的科学意义和工程应用价值。.

项目成果

期刊论文数量（5）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（2）
专利数量（4）
A new combined cooling and power system based on ammonia-water absorption refrigeration cycle- thermodynamic comparison and analysis
基于氨水吸收式制冷循环的新型冷电联供系统-热力学对比分析
  • DOI：
    10.1016/j.enconman.2022.116262
  • 发表时间：
    2022
  • 期刊：
    Energy Conversion and Management
  • 影响因子：
    10.4
  • 作者：
    Wang Jianyong;Liu Zhuan;Wang Haojin;Liu Xiaoqin
  • 通讯作者：
    Liu Xiaoqin
Performance investigation of a new geothermal combined cooling, heating and power system
新型地热冷热电联供系统性能研究
  • DOI：
    10.1016/j.enconman.2020.112591
  • 发表时间：
    2020
  • 期刊：
    Energy Conversion and Management
  • 影响因子：
    10.4
  • 作者：
    Wang Jianyong;Ren Chenxing;Gao Yaonan;Chen Haifeng;Dong Jixian
  • 通讯作者：
    Dong Jixian
Thermodynamic analysis and comparative investigation of a new combined heating and power system driving by medium -and -high temperature geothermal water
新型中高温地热水驱动热电联供系统热力学分析及对比研究
  • DOI：
    10.1016/j.enconman.2021.113914
  • 发表时间：
    2021
  • 期刊：
    Energy Conversion and Management
  • 影响因子：
    10.4
  • 作者：
    Ren Chenxing;Wang Jianyong;Chen Haifeng;Liu Xiaoqin;An Meng
  • 通讯作者：
    An Meng
Thermodynamic Analysis of a New Combined Cooling and Power System Coupled by the Kalina Cycle and Ammonia–Water Absorption Refrigeration Cycle
卡林纳循环与氨水吸收式制冷循环耦合的新型冷电联产系统的热力学分析
  • DOI：
    10.3390/su142013260
  • 发表时间：
    2022
  • 期刊：
    Sustainability
  • 影响因子：
    3.9
  • 作者：
    Wang Haojin;Wang Jianyong;Liu Zhuan;Chen Haifeng;Liu Xiaoqin
  • 通讯作者：
    Liu Xiaoqin
一种新型CO2工质冷热电联供系统的热力性分析
  • DOI：
    10.12096/j.2096-4528.pgt.21017
  • 发表时间：
    2022
  • 期刊：
    发电技术
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    高垚楠;陈海峰;王建永
  • 通讯作者：
    王建永

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    奚正平

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课题项目：调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要：

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题，其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子，其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而，TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用，影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法，探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用，为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义，并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路：

科学问题：TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达？
前期研究：已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应，但其具体机制尚不明确。
研究创新点：本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线：包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术：TRIM2与病毒RNA的相互作用分析，IFN-β启动子活性检测。
实验模型：使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
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