生物质-浅层地热能耦合分布式供能与农村用能一体化系统集成研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    51806021
  • 项目类别：
    青年科学基金项目
  • 资助金额：
    23.0万
  • 负责人：
    张晓烽
  • 依托单位：
    长沙理工大学
  • 学科分类：
    E0601.工程热力学
  • 结题年份：
    2021
  • 批准年份：
    2018
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2019-01-01 至2021-12-31

项目摘要

The optimization of energy supply construction is significant to the new rural construction of China. Considering the abundant biomass and geothermal energy resources, this research would investigate the energy supply for rural residential buildings by help of theoretical derivation, simulation analysis and experiment investigation, so as to solve the current problems (too much exergy destruction of biomass gasification, flue gas utilization between ground source heat pump and combined system; low COP (coefficient of performance) of heat pump. etc). The main research contents are as follows: (1) The synergetic relationship between energy demand and energy resources would be analyzed to explore the feasibility of biomass and geothermal energy coupling utilization. (2) The energy level related regulation of biomass gasification process would be established to obtain the relationship between gasification conversion rate and energy loss of gasification process, besides that the influences of outlet temperature of hot fluid in heat pump on COP and heat transfer efficiency of heat exchanger would be investigated. Therefore, the integration mechanism of coupling system would be illustrated by the theory of energy comprehensive cascade utilization. (3) The biomass and geothermal energy coupling energy supplying system for rural buildings would be proposed, and the thermodynamic parameters would be analyzed so as to optimize the comprehensive performance of integrated system. This research would provide the theoretical support for the optimization of energy supply structure and the energy efficient utilization for rural buildings in China.
优化农村能源供应结构对我国新农村建设意义重大，针对农村丰富的生物质和浅层地热能资源，本课题采用理论推导、软件模拟、实验分析等手段对农村居住建筑能源供应展开研究，解决目前生物质气化、地源热泵与联产系统耦合烟气热利用㶲损过大、热泵COP低等问题。主要研究内容：（1）分析农村居住建筑用能需求与能源资源的协同关系，探索生物质与浅层地热能耦合的可行性；（2）建立生物质适度气化过程能的品位关联模型，获得气化率对其能量损失的变化规律，从能的综合梯级利用角度，探索生物质气化气与热泵耦合过程中热泵热端出口温度与热泵COP、烟气/热水换热器综合换热效率的变化规律，揭示生物质与浅层地热能耦合系统集成机理；（3）提出生物质与浅层地热能耦合分布式供能与农村用能一体化系统，基于特定能源需求及能源资源可用量条件，优化热力参数，实现一体化系统性能优化。研究成果将为中国农村地区能源供应结构优化及能源高效利用提供理论支撑。

结项摘要

新型农村现代能源体系构建是我国美丽乡村建设过程中的重要环节，目前农村能源利用规模小且分散，能源利用效率较低等情况。为进一步拓展适宜农村新型分布式能源系统，本项目从建筑多元化负荷预测、生物质与浅层地热能耦合集成机制和考虑不同储能单元的生物质-浅层地热能互补集成系统优化三个方面开展深入研究。对于建筑多元化负荷预测方面，揭示了天气因素、人员在室率、照明开关时间等数据变量与建筑冷热电负荷之间的相关性，提出了一种结合粒子群和时序模式注意力机制-长短时记忆神经网络的建筑多元负荷预测方法；对于生物质和浅层地热能耦合集成机制方面，将能的品位分析方法引入㶲经济模型辅助方程，对传统㶲经济分析模型进行修正，获得了不同能量流品位下生物质-浅层地热能耦合多联产系统㶲经济性能。对于考虑不同储能单元的耦合分布式能源系统优化方面，分别将压缩空气储能和储热/氢装置引入生物质-浅层地热能耦合分布式供能系统，提出集成不同储能单元的可再生能源耦合系统优化运行调控方法，进一步提高可再生能源互补分布式能源系统调控灵活性，从而提升一体化系统综合性能。

项目成果

期刊论文数量（8）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（1）
专利数量（3）
Conventional and energy level based exergoeconomic analysis of biomass and natural gas fired polygeneration system integrated with ground source heat pump and PEM electrolyzer
结合地源热泵和质子交换膜电解槽的生物质和天然气多联产系统的常规和基于能量水平的运行经济分析
  • DOI：
    10.1016/j.enconman.2019.05.017
  • 发表时间：
    2019
  • 期刊：
    Energy Conversion and Management
  • 影响因子：
    10.4
  • 作者：
    Xiaofeng Zhang;Rong Zeng;Tao Du;Yecong He;Hong Tian;Kang Mu;Xiaobo Liu;Hongqiang Li
  • 通讯作者：
    Hongqiang Li
Exergetic and exergoeconomic evaluation of co-firing biomass gas with natural gas in CCHP system integrated with ground source heat pump
地源热泵冷热电联供系统中生物质气与天然气混烧的热能及热经济评价
  • DOI：
    10.1016/j.enconman.2018.11.009
  • 发表时间：
    2019
  • 期刊：
    Energy Conversion and Management
  • 影响因子：
    10.4
  • 作者：
    Xiaofeng Zhang;Rong Zeng;Kang Mu;Xiaobo Liu;Xiaoqin Sun;Hongqiang Li
  • 通讯作者：
    Hongqiang Li
An off-design model to optimize CCHP-GSHP system considering carbon tax
考虑碳税的优化CCHP-GSHP系统的非设计模型
  • DOI：
    10.1016/j.enconman.2019.03.062
  • 发表时间：
    2019
  • 期刊：
    Energy Conversion and Management
  • 影响因子：
    10.4
  • 作者：
    Rong Zeng;Xiaofeng Zhang;Yan Deng;Hongqiang Li;Guoqiang Zhang
  • 通讯作者：
    Guoqiang Zhang
Optimization and performance comparison of combined cooling, heating and power/ground source heat pump/photovoltaic/solar thermal system under different load ratio for two operation strategies
不同负荷率两种运行策略下冷热电联产/地源热泵/光伏/光热系统优化及性能比较
  • DOI：
    10.1016/j.enconman.2020.112579
  • 发表时间：
    2020
  • 期刊：
    Energy Conversion and Management
  • 影响因子：
    10.4
  • 作者：
    Rong Zeng;Xiaofeng Zhang;Yan Deng;Hongqiang Li;Guoqiang Zhang
  • 通讯作者：
    Guoqiang Zhang
Energy, exergy and economic analysis of biomass and geothermal energy based CCHP system integrated with compressed air energy storage (CAES)
基于生物质和地热能的 CCHP 系统与压缩空气储能 (CAES) 集成的能源、火用和经济分析
  • DOI：
    10.1016/j.enconman.2019.111953
  • 发表时间：
    2019
  • 期刊：
    Energy Conversion and Management
  • 影响因子：
    10.4
  • 作者：
    Xiaofeng Zhang;Rong Zeng;Qiaolin Deng;Xiaosong Gu;Huaican Liu;Yecong He;Kang Mu;Xiaobo Liu;Hong Tian;Hongqiang Li
  • 通讯作者：
    Hongqiang Li

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其他文献

智慧建筑能源物联网冷热输送管网优化研究
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2014
  • 期刊：
    工程热物理学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    李洪强;张晓烽;董文静;张国强
  • 通讯作者：
    张国强

其他文献

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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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