1 前言

由于传统以化石燃料为能源的供暖系统存在消耗大、污染严重的缺点，近年来一些专家学者对利用可再生能源供暖进行了大量的研究，特别是风能供暖进行了深入的研究［1］。风能供热一方面可以解决燃煤供暖所带来的污染问题，另一方面还可以缓解风电弃风限电问题。我国已在内蒙古、吉林等地的3个风电场进行了风电供暖试点，利用用电低谷时段的风电弃风电量进行加热和储热，从而实现为居民供暖［2］。但是，用电热锅炉采暖经济性较差，且不符合“温度对口、梯级利用”的科学用能原则，如果利用风能直接驱动高温热泵机组来提高采暖所需的低质热能，由于减少了风能与电能间的能量转换损失，使系统造价降低的同时效率大幅度提高。

考虑到我国风力资源分布极不均衡，风力资源丰富的地区主要位于“三北”和东部沿海地区，而三北地区多处于严寒地区。复叠式热泵循环可以降低在寒冷气候下压缩机的压缩比，提高其制热效率［3］，因此，复叠式热泵循环在低温环境下是非常有竞争力的［4］。国内外多名学者从理论上对复叠式热泵循环进行了计算和优化，H W Jung等对复叠式热泵和单级压缩热泵进行了对比实验研究，发现复叠式热泵系统运行更稳定，且能获得更高的热水温度［5］；Wu Jianghong等设计了一种带相变蓄热的复叠式空气源热泵，对不同工况复叠式热泵的运行特性进行了实验研究，并对热泵的单级模式和复叠模式进行了对比实验和分析［6］；陈剑波等研究了复叠式空气源热泵在不同环境温度下制取高温热水的可行性、运行特性及节能性［7］；以及通过对不同环境工况相同热水温度以及相同环境工况不同热水温度的实验数据进行分析，发现该系统可以在极端低温（-25 ℃）环境工况下稳定运行，并且可以制取80 ℃的高温热水；系统COP达到1.55［8］。钟晓晖等提出一种机械储能直驱式风能热泵系统，通过机械储能装置解决风能多变问题，提高系统效率［9］；可以看出，对复叠式高温热泵的研究已取得了较好的成果，但是风能对热泵系统运行特性影响的研究较少，适合于严寒地区的基于风能的高温热泵循环理论尚需完善。

本文从现有风能直接驱动热泵系统存在的突出问题入手，利用软连接管路突破风能直驱热泵系统硬连接的瓶颈问题，提出新型复叠式风能热泵系统直接制热系统，以张家口张北地区风能供暖为例，初步探讨以风力机-复叠式热泵为核心构建风能供热系统的可行性。

2 风能直接驱动复叠式热泵系统简介

图1为复叠式风能热泵直接制热系统示意，该系统包括风力机、变速箱、压缩机、四通换向阀、蒸发器、蒸发冷凝器、冷凝器、膨胀阀、蓄热水箱和连接管路等。

非物质文化遗产是我国传统优秀文化的代表，是真正属于我们“自己”的文化。正因为此，我国对于非物质文化遗产的保护、传承与文化交流越来越重视；在各级政府与社会的帮助下，对非物质文化遗产的保护、传承与文化交流已发展到利用更为先进的理念、技术与手段来实现[1]。南通蓝印花布作为国家首批非物质文化遗产之一，其数字化建设仅仅处于起步阶段。因此，以蓝印花布数字化图像为研究对象，以数字化技术为核心，利用传统的关系型数据库，努力探索一条通过关系型数据库来架设图像数据库，从而实现蓝印花布数字化图像的存储与管理就显得势在必行。

h2，h3，h5，h8——理论循环下各点的焓值，kJ/kg

  

图1 复叠式风能热泵直接制热系统示意（制热工况）

3 风能直接驱动复叠式热泵系统模型

3.1 风力机模型

根据以下公式建立风轮输出功率能够获的有用功率输出为：

 

β——叶片桨距角

ρ——空气密度，kg/m3

确定蒸发温度为-30 ℃，冷凝温度为80 ℃，为防止压缩机湿压缩采取10 ℃过热，压缩机效率为0.85。对比在不同中间温度（低温级循环到达蒸发冷凝器的温度）下复叠式热泵的COP（在蒸发冷凝器中有5 ℃的传热温差），结果如图4所示。

R——风轮半径，m

v ——风速，m/s

CP——风能利用系数

二是优化预算执行流程。省业务主管部门按规定时限制定转移支付资金分配方案，将部门代编预算分解到基层预算单位。省财政部门全面推进国库集中支付电子化管理，改进政府采购流程，精简基建项目财政资金拨付程序。

——叶尖速比

COP热泵——复叠式热泵热能性能

式中 P——风力机输出功率，W

对风力发电机的空气动力学特性有不同的评价指标，如风能利用系数。叶尖速比、桨距角β、风机的转动力矩系数和推力系数等，其中风能利用系数和叶尖速比与控制系统关系很大。

叶尖速比：

 

式中 n——风轮转速，r/s

ω——风轮角速度，rad/s

风能利用系数反映了风力机从自然风能中吸取能量的大小程度。风能利用系数定义为：

 

3.2 复叠式热泵模型

复叠式热泵循环的热力计算可分别对低温部分和高温部分单独进行计算。在复叠式热泵系统中，蒸发冷凝器是连接低温级与高温级的关键部件，蒸发冷凝器从换热的角度看有自身的特点，低温级循环要向高温级循环提供热量，因此低温级的冷凝温度必须高于高温级的蒸发温度才能完成传热。图2为复叠式热泵系统循环的压焓图，低温级循环由线段1-2-3-4表示，该过程中制冷剂与室外空气进行换热；高温级循环由线段5-6-7-8表示，在蒸发冷凝器中进行热交换；线段1-2和5-6分别表示低压压缩机和高压压缩机做功过程；线段2-3-4-1和6-7-8-5表示冷凝过程，该过程中制冷剂与被加热工质交换热量；线段3-4和7-8分别表示低温级循环和高温级循环节流膨胀过程，其制冷剂在节流前后焓值保持不变，但是制冷剂的温度和压力降低。

q2——单位质量制冷剂在蒸发冷凝器内吸收的热量，kJ/kg

  

图2 复叠式热泵循环的压焓图

高温级的吸热量必须相匹配，系统才有可能稳定运行。根据实际实验室的研究确定蒸发冷凝器的换热量Q来设计整个复叠式热泵，进而计算出高温级和低温级的工质循环量。热泵循环按照理论循环做相关计算：

 

由式（4）可得：

 

式中 Q1——低温级循环工质的换热量，kW

Q2——高温级循环工质的换热量，kW

m1，m2——低温级与高温级的质量流量，kg/s

本系统从风场取得功率和扭矩，通过变速箱直接带动两个压缩机，对从外界取得的热量进行压缩，该系统采用双级复叠式循环系统，这样既保证了冷凝器较低的排气压力，又保证了供暖模式下的高温输出和适宜的压缩比（不超过8），低温制冷剂经过低级压缩机变成中温中压的过热气体，在蒸发冷凝器中进行热交换，在蒸发冷凝器存在5 ℃的传热温差，低温制冷剂放热后，经过节流阀，此过程相当于一个等焓过程，将冷凝器换热后的制冷剂变成了低温低压的气液混合物进入蒸发器，因此完成了一个低级压缩循环，高级压缩循环同理，最终通过换热器将高压高温的过热高温制冷剂转换到载热体中（一般为水），本系统设有蓄热水箱，这样有效地保证了热用户对热的稳定需求，同时将风能的不稳定性因素降低。

根据能量守恒方程，复叠式热泵系统循环过程中性能计算如下:

 

式中 COP总——复叠式热泵系统性能系数

式（1）中：TCDab为两国的贸易结合度指数；Xab为a国对b国的出口额；Xa、Mb分别为a国和b国的出口总额和进口总额；Mw为世界进口总额；若TCDab＞1，说明a国和b国贸易联系紧密；若TCDab＜1，则a国和b国贸易联系松散。

两组患者在出院时空腹血糖值比较，差异无统计学意义（P＞0.05）；出院后3个月时，两组空腹血糖值比较，差异具有统计学意义（P＜0.05），见（表1）。

所提出的概率最优功率调度策略也适用于测试系统。控制变量矩阵是基于提出的调度策略而获得，所提出的PPF算法用作测试工具来评估策略的有效性。作为比较，还应用了经济调度（不考虑过载概率约束）和不考虑发电调度的情况（冗余总线发电机平衡所有光伏发电机的变化）。表6给出了调度策略的总成本。结果表明，没有调度的情况下成本最高，因为松散总线单独补偿了系统的不确定性。

w1——低压压缩机单位质量制冷剂压缩功，kJ/kg

w2——高压压缩机单位质量制冷剂压缩功，kJ/kg

h1，h2——低压压缩机进、出口处制冷剂的比焓，kJ/kg

h5，h6——高压缩机进、出口处制冷剂的比焓，kJ/kg

h7——高温级冷凝器进口处制冷剂的比焓，kJ/kg

根据以下公式可以得到风能直接驱动复叠式热泵系统的制热量：

 

式中 Qe——系统制热量，kW

P风机——风力机输出功率，kW

随着佟老板锒铛入狱，皮副乡长和李顺也因收受贿赂（他们在二期开发工程中各得了一套一百二十平米外带车库的楼房，市价六十一万）被立案调查。

相信经过上述一系列层次分明的教学指标设置之后，学生学习体育的激情和自信心势必会大增，能够为日后这类群体体育水平快速提升提供必要的保障条件。

4 理论分析

由于装置由两级组成，两级之间通过蒸发冷凝器换热而联系在一起，因此低温级的放热量和

4.1 风力机输出功率

以1.5 MW（40.2 m叶片）变速变桨风机，根据公式计算出叶片转速和风机输出功率随风速变化如图3所示。

  

图3 叶片转速与功率随风速变化

4.2 复叠式热泵性能计算

根据现有研究基础，选用R134a/R123工质作为本系统的低温级与高温级循环工质，在选定高低温级各自的运行工况时，考虑到本系统冬季环境温度最低要求为-25 °C，最高出水温度为75 ℃，由此得到设计工况：取蒸发温度为-30 °C，冷凝温度 80 °C，中间温度为 0～30 ℃［10～13］。

互联网金融风险高是十分明显的特征，对于其所面临的财务风险来说不仅是整个市场的，同时也是互联网金融企业的，也只有通过提升企业的财务风险应对能力，从个体到整体影响到整个互联网金融市场；而且通过预警体系的方式也能够优化财务风险的防范能力。作为事前监管的主要方式，就需要这种提前的预警方式为互联网金融市场的发展保驾护航。

  

图4 复叠式热泵COP随中间温度的变化

通过对比得知在中间温度为25 ℃时，性能最优，此时COP可达2.57。25 ℃之后成下降趋势。最终确定本系统的中间温度为25 ℃。

远程指导该车维修过程如下。连接“众泰”诊断电脑，读取到整车控制系统有两个故障码：P1900和P1915(图1)，但检测仪上注明均是历史故障码，含义为“母线欠压停机”和“母线欠压报警”。除此之外，没有检测到其他有价值的信息，而且该车加速无反应的故障现象出现频率极低，不易再现。只能根据历史故障码的内容，以先简后繁的顺序进行分析。所谓“母线”应指动力电池的正负输出线，“母线欠压”故障即指动力电池的电压不足，可能导致动力电池电压不足的原因如下。

由此确定本系统复叠式热泵设计的工况参数为：

低温级：R134a工质，蒸发温度-30～0 ℃，冷凝温度25 ℃。

(1) 借鉴单元机组RB控制理念,在母管制机组每台锅炉上设计增加RB回路,RB信号触发后,相应锅炉主控切手动,锅炉主控指令以预设的速率降至目标位,触发跳磨逻辑,燃料主控、风量指令自动减至对应的总燃料量和总风量,主给水调门自动控制汽包水位。

高温级：R123工质，蒸发温度20 ℃，冷凝温度 80 ℃。

宴西园话音刚落，便指挥翼龙在空中跃升，袭扰飞鼠群。灰色翼龙趁机前去接上曼香罗，凌空飞去。蓝蓝、橙橙和紫丁儿忙着在地上制造声势。一时间，飞鼠群阵脚大乱，有的愤怒地向翼龙追去，有的则在灯市中穿梭，拼力追捕在地上乱窜的紫丁儿和蓝蓝。

5 案例分析

通过DEST软件，选择张家口张北地区一个典型建筑，建筑总面积49693.20 m2，占地面积1983.21 m2，该建筑为砖混结构，地上10层，地下1层，并对其进行热负荷分析，并且根据《民用采暖规范》计算供暖季典型日的逐时热负荷。根据工程特点设置建筑围护结构参数、人员数量、电气设备负荷、照明负荷、新风量等，建立负荷模拟模型。得到张北地区供暖季一月份典型日的逐时热负荷，热负荷的计算结果，如图5所示。计算得到该建筑典型日最大热负荷2044 KW，日总热负荷43250 kW。

  

图5 典型日逐时热负荷

根据张北当地供暖季风力资源情况，计算出供暖季典型日风力机输出功率，如图6所示，平均输出功率可达704.85 kW（单台）。

  

图6 典型日风机逐时输出功率

由图6可以看出，一月份典型日夜间0：00～6：00风速很大，风机出力基本维持在满发状态，白天风速逐渐减小，到午后基本处于无风或少风状态，风机出力接近于0。

最后得出结论：防疫站会同时用到“瓶装”和“制服”这两个词，另外，纸条中提到的“大架子山”是土名，一般人不知道，这也证明写匿名信和埋纸条的人就居住在山下附近。

根据张北地区供暖季一月份典型日环境气温计算本系统的COP，COP计算公式采取式（5），为了防止压缩机在湿压缩下运行，压缩机进口温度过热10 ℃。压缩机效率为0.85。最终得到复叠式热泵供暖季典型日COP曲线（图7），供暖季典型日平均COP可达2.88。通过式（6）计算系统制热量如图8所示。

  

图7 典型日逐时系统COP

  

图8 系统制热量和热负荷随时间的变化

由于风速的不确定性，导致该系统制热量存在波动，在夜间0:00～6:00风速很大的时候就要将多余的热量通过蓄热水箱进行储存，以便在下午以及晚上对用户进行供热，该系统在供暖季大部分时间能够保证建筑的热负荷，只有少数风速小的时候需要蓄热，初步通过模拟证明该系统可行。

6 结语

由本文的热力学分析可以得到，该系统可以在超低温环境下稳定运行，在极端温度达到-25℃低温环境下，系统可以制取75 ℃高温热水。在中间温度为25 ℃时，系统效率最高，此时COP可以达到2.57左右。2台1.5MW风力机直接驱动驱动R134a/R123复叠式热泵可以满足供暖制取80 ℃热水的要求，并可以为总面积49693.20 m2建筑稳定供暖。

慢性心衰多发于有心脏病病史的人群[3]。慢性心力衰竭患者死亡率高达50%，治疗慢性心衰患者以神经内分泌抑制剂为主的长期的、修复性的策略，目的是改变衰竭心脏的生物学性质。

通过对风力机进行模拟计算，得知风力机的输出功率随风速变化梯度太大，需要用蓄热水箱在该系统供热不够时进行热量的补充，有效弥补了风能输出不稳定的缺陷。

参考文献

［1］彭国勋，邹强强，张飞翔.一种完全基于风能的供暖系统研究［J］.机械工程师，2014，41（9）：41-43.

［2］张新宇，李斌，姚远.风电供暖技术研究［J］.电网与清洁能源，2014，30（1）：94-97.

［3］Bhat tacharyya S，Muk hopadhy ay S，S arkar J.CO2-C3H8 cascade ref rigerat ion-heat pump system ：heat exchanger inventory optimization and its numerical verification［J］.International Journal of Ref rigeration-Revue Int ernat ionals Du Froid，2008，31：1207-1213.

［4］Bingming W，Huagen W，Jianfeng L，et al.Experimental investigation on the performance of NH3/CO2 cascade refrigeration system with twin-screw compressor［J］.International Journal of Refrigeration. 2009，32 （6）：1358-1365.

［5］Jung H W，Kang H，Yoon W J，et al.Performance comparison between a single stage and acascade multi-functional heat pump for both air heating and hot water supply. InternationalJournal of Refrigeration，2013，36（5）：1431-1441.

［6］Jianghong Wua，Zhaoguang Yang，Qinghao Wu，et al.Transient behavior and dynamic performance of cascade heat pump water heater with thermal storage system［J］.Applied Energy，2012， 91（1）：187-196

［7］陈剑波，姚晶珊，韩星,等.不同环境温度下复叠式空气源热泵高温热水系统运行特性研究［J］.暖通空调，2013，43（7）：107-111.

［8］陈剑波，聂琳杰，姚晶珊,等.热水温度变化对复叠式热泵系统性能的影响［J］.暖通空调，2014，44（2）：119-122.

［9］钟晓晖，徐建中，杨科，等．一种带机械储能的直驱式风能热泵系统：中国，CN204880849U［P］.2015．

［10］徐卫荣，杜垲.自然复叠式热泵循环系统热力计算与分析［J］.低温工程，2009（5）：31-36.

［11］冯进升，刘厚林，丁剑，等.单流道离心泵的研究现状及发展趋势［J］.排灌机械工程学报，2017，35（3）：207-215.

［12］金光，王正文，吴晅，等.混合式土壤源热泵系统的研究现状及展望［J］.流体机械，2016，44（2）：82-88.

［13］董旭，田琦，商永，等.喷气增焓涡旋低温空气源热泵制热性能的分析［J］.流体机械，2017，45（3）：81-86.

［14］张超，吕新刚，胡冬阳，等.低温空气源CO2热泵热水器系统特性研究［J］.流体机械，2017，45（11）：66-71.

［15］史丽娜，刘学来，李永安.电驱动和燃气驱动空气源热泵运行设备的分析［J］.流体机械，2016，44（8）：78-82.

［16］杨震宇，王青，魏新刚，等.基于RBF神经网络的风力发电机组系统辨识研究［J］.机电工程，2017，34（6）：639-642.

［17］杜垲，徐卫荣.R134a/R123自然复叠式热泵系统浓度配比分析［J］.制冷学报，2009，30（2）：33-38.