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基于COMSOL三维海岸井气液两相渗流模型及相关参数研究
1
作者 贾欣 吴慎鑫 +1 位作者 宁野 端木琳 《制冷学报》 北大核心 2025年第4期114-121,共8页
海岸井取海水可以减少生物附着和提高海水温度,是目前较为常用的一种海水源热泵系统取水形式。海岸井取水系统贯穿了地下饱和带和非饱和带,因此为了深入研究海岸井渗流取水机理,基于COMSOL Multiphysics软件,构建了一种三维多孔介质气-... 海岸井取海水可以减少生物附着和提高海水温度,是目前较为常用的一种海水源热泵系统取水形式。海岸井取水系统贯穿了地下饱和带和非饱和带,因此为了深入研究海岸井渗流取水机理,基于COMSOL Multiphysics软件,构建了一种三维多孔介质气-液两相非饱和渗流模型,研究了井的深度、压差、井布置、井距离等参数对渗流取水系统的影响。结果表明:井间距增大,井深增加,井流量增大,但单位井深流量减少;海岸井流量与海岸线和海岸井压力的平方差成正比;海岸线与海岸井压差为5 m时,井渗流速度影响半径约为25 m,无论两井平行布置还是垂直布置,两井之间距离大于50 m时速度场互不影响。 展开更多
关键词 海水源热泵 COMSOL 海岸井 气-液两相 渗流模型
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海洋温差能发电技术的现状与前景 被引量：18
2
作者 李伟 赵镇南 +1 位作者 王迅 刘奕晴 《海洋工程》 CSCD 北大核心 2004年第2期105-108,共4页
对海洋温差能发电技术的基本原理、类型、系统与装置、发展历史和现状作了全面的综述。介绍了国内外海洋温差发电技术的特点、难点和近期的研究热点,指出海洋温差发电技术必须与附属产品的开发利用相结合才能有竞争力,海洋温差发电技术... 对海洋温差能发电技术的基本原理、类型、系统与装置、发展历史和现状作了全面的综述。介绍了国内外海洋温差发电技术的特点、难点和近期的研究热点,指出海洋温差发电技术必须与附属产品的开发利用相结合才能有竞争力,海洋温差发电技术要达到规模产业化还有相当长的路要走。 展开更多
关键词 海洋温差能 发电 开式循环 闭式循环 热交换器
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海洋温差发电有机朗肯循环工质选择 被引量：20
3
作者 王辉涛 王华 《海洋工程》 CSCD 北大核心 2009年第2期119-123,共5页
为了筛选出适宜于海洋温差热力发电有机朗肯循环的工质,采用PR状态方程计算11种低沸点有机流体工质在闭式海洋温差有机朗肯循环中的热力性能。结果表明,随着工质临界温度升高,循环热效率总体呈上升趋势。正丁烷具有较高的循环热效率,其... 为了筛选出适宜于海洋温差热力发电有机朗肯循环的工质,采用PR状态方程计算11种低沸点有机流体工质在闭式海洋温差有机朗肯循环中的热力性能。结果表明,随着工质临界温度升高,循环热效率总体呈上升趋势。正丁烷具有较高的循环热效率,其蒸发压力较低、凝汽压力比较适中,比较适合用作海洋温差发电有机朗肯循环的工质。 展开更多
关键词 海洋温差发电 有机朗肯循环 热效率 工质
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海洋温差能朗肯循环非公沸混合工质理论研究 被引量：7
4
作者 吴春旭 吴必军 叶寅 《可再生能源》 CAS 北大核心 2015年第4期632-636,共5页
在海洋温差能发电系统中,氨工质的做功能力较强,缺点是湿工质,且有毒、易燃,安全性较差。文章根据热力学性质互补原则,以R227ea/ammonia混合物作为研究对象,对其应用于海洋温差能朗肯循环的性能进行理论研究。研究结果表明:非公沸混合... 在海洋温差能发电系统中,氨工质的做功能力较强,缺点是湿工质,且有毒、易燃,安全性较差。文章根据热力学性质互补原则,以R227ea/ammonia混合物作为研究对象,对其应用于海洋温差能朗肯循环的性能进行理论研究。研究结果表明:非公沸混合工质在相变时存在温度滑移,这有利于减少换热不可逆损失;随着混合工质中R227ea质量分数的增加,混合工质的毒性和可燃性降低;当R227ea的质量分数为0.15时,混合工质的热效率达到最大值,为3.1%。 展开更多
关键词 海洋温差发电 朗肯循环 非公沸混合物 工质
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抛管式换热器应用于海水源热泵系统实例分析 被引量：5
5
作者 王晓东 由世俊 俞洁 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第7期1105-1110,共6页
针对海水源热泵应用中存在的海水直接进入机组的腐蚀及冬季海水温度过低直接进入热泵机组发生冻结的问题,该文提出将抛管式换热器应用于海水源热泵系统中,对系统进行简要介绍,建立确定换热器结构的数学模型。结合典型工程实例,对采用抛... 针对海水源热泵应用中存在的海水直接进入机组的腐蚀及冬季海水温度过低直接进入热泵机组发生冻结的问题,该文提出将抛管式换热器应用于海水源热泵系统中,对系统进行简要介绍,建立确定换热器结构的数学模型。结合典型工程实例,对采用抛管式换热器、采用中间换热器与直接式海水源热泵系统3种方案进行经济性和环保效益的比较,得出采用抛管式换热器的海水源热泵系统在经济效益及环保效益方面均优于其他2种方案。 展开更多
关键词 海水源热泵系统 抛管式换热器 等年值法 经济效益 环保效益
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华东沿海海洋温差发电系统的优化设计 被引量：6
6
作者 王莉 史林兴 卢佃清 《可再生能源》 CAS 北大核心 2010年第1期134-136,共3页
海洋温差能是一种可再生的绿色能源,储藏量大,资源稳定。海洋温差发电是利用深层、表层海水的温度差,以高温海水为热源,使液态工质气化推动发电机发电,以低温海水为冷源,使气态工质液化的不断循环的过程。基于能源的可持续发展考虑,可... 海洋温差能是一种可再生的绿色能源,储藏量大,资源稳定。海洋温差发电是利用深层、表层海水的温度差,以高温海水为热源,使液态工质气化推动发电机发电,以低温海水为冷源,使气态工质液化的不断循环的过程。基于能源的可持续发展考虑,可以利用风能、太阳能等可再生能源来优化设计海洋温差发电系统。华东沿海海域有着丰富的太阳能和风能资源,利用太阳能可以提高表层海水与深层海水的温差,利用风力转化装置可以提高和调整汽轮机的转速,保证发电系统持续稳定的发电。利用太阳能、风能对海洋温差发电系统进行优化设计,不仅避免和解决了当前海洋温差发电技术上的一些难点,还扩大了应用温差能资源的海域范围。 展开更多
关键词 海洋温差能 发电 太阳能 风能
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温差能驱动的垂直升降水下监测平台相变过程数值模拟 被引量：3
7
作者 梁泽德 王树杰 +2 位作者 袁鹏 盛传明 贾红星 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第11期2618-2624,共7页
应用Fluent软件基于焓-孔隙率法模拟和求解垂直升降水下监测平台的相变过程。采用体积比为9∶1的正十六烷和石墨复合相变材料,以提高相变材料的导热系数。对不同结构的相变换热器进行数值分析,研究不同结构和海水温度对相变过程的影响... 应用Fluent软件基于焓-孔隙率法模拟和求解垂直升降水下监测平台的相变过程。采用体积比为9∶1的正十六烷和石墨复合相变材料,以提高相变材料的导热系数。对不同结构的相变换热器进行数值分析,研究不同结构和海水温度对相变过程的影响。结果表明:在相变材料体积和圆筒形相变换热器内径相同的前提下,较小外径的圆筒形相变换热器具有更好的相变性能;较低的海水温度非常有利于凝固过程的进行;由于液相自然对流换热的存在,相同情况下熔解速率远大于凝固速率。 展开更多
关键词 水下监测平台 海洋温差能 相变 焓-孔隙率法模型
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基于ASPEN PLUS利用海洋温差能发电的模拟与优化 被引量：5
8
作者 仇汝臣 范宁 刘新新 《当代化工》 CAS 2015年第9期2232-2234,2256,共4页
海洋是世界上最大的太阳能收集器,世界各国都致力于海洋能的开发与利用,其中海洋能的热电转换备受关注。选取正丁烷作为有机朗肯循环的工质,利用ASPEN PLUS所建立的流程模型对海洋温差发电(OTEC)进行了模拟与优化。得到了正丁烷的最佳... 海洋是世界上最大的太阳能收集器,世界各国都致力于海洋能的开发与利用,其中海洋能的热电转换备受关注。选取正丁烷作为有机朗肯循环的工质,利用ASPEN PLUS所建立的流程模型对海洋温差发电(OTEC)进行了模拟与优化。得到了正丁烷的最佳蒸发温度和最佳凝结温度。并对各级发电量和所需换热面积进行了详细的比较和分析,得到了最佳的朗肯循环级数,对温差能发电系统的工况选取及优化具有指导意义。 展开更多
关键词 海洋温差能 正丁烷 ASPEN PLUS 朗肯循环 级数
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海洋温差发电系统蒸发压力及工质优选分析 被引量：8
9
作者 李大树 张理 《可再生能源》 CAS 北大核心 2017年第7期1101-1106,共6页
文章基于热力学原理,建立了海洋温差发电系统仿真模型,分析了R717,R134a和R600这3种工质系统的性能参数随蒸发压力的变化。研究结果表明:随蒸发压力的增大,不同工质系统的蒸发器和冷凝器的热负荷和海水泵功率均近似呈幂递减的变化趋势,... 文章基于热力学原理,建立了海洋温差发电系统仿真模型,分析了R717,R134a和R600这3种工质系统的性能参数随蒸发压力的变化。研究结果表明:随蒸发压力的增大,不同工质系统的蒸发器和冷凝器的热负荷和海水泵功率均近似呈幂递减的变化趋势,不同工质系统的泵功率均近似呈指数递增的变化趋势,不同工质系统的质量流量均近似呈幂递减的变化趋势,不同工质系统的热效率均近似呈对数递增的变化趋势;蒸发压力越大,R717和R600工质系统的单位换热面积发电量越大,但R134a工质系统的单位换热面积发电量随蒸发压力的增加存在峰值;在不同工质的饱和蒸汽压力下,R600工质系统的单位换热面积发电量最大,但其透平进出口压降较小,乏汽温度高,工质流量大,导致透平尺寸较大;R717工质系统具有较大的蒸发压力操作范围,且其热效率较大,单位换热面积发电量在合适的范围内,适用于海洋温差能发电系统。 展开更多
关键词 海洋温差能发电 蒸发压力 循环工质 数值仿真
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海水温差能发电系统两种循环方式的比较研究 被引量：6
10
作者 王迅 谷琳 李赫 《海洋技术》 2006年第2期34-38,共5页
对混合式海水温差能发电系统的两种循环形式进行了对比分析。建立了两种OTEC发电系统的数学模型,并进行数值模拟。结果表明前者偏重于淡水的生产,后者主要用于发电。
关键词 混合式海水温差能发电 循环形式 数值模拟 理论分析
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三沙市温差能电站潜在站址选划分析 被引量：2
11
作者 白杨 张松 +1 位作者 汪小勇 杜敏 《海洋通报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第2期230-234,共5页
本文基于Nihous等人的方法利用WOA13海洋再分析资料针对三沙市所属几个重要海岛进行了温差能电站站址选划工作。研究表明南中国海温差能资源十分丰富,且功率密度的年变化很小,资源稳定性良好。综合考虑到温差能资源开发所涉及的温差、... 本文基于Nihous等人的方法利用WOA13海洋再分析资料针对三沙市所属几个重要海岛进行了温差能电站站址选划工作。研究表明南中国海温差能资源十分丰富,且功率密度的年变化很小,资源稳定性良好。综合考虑到温差能资源开发所涉及的温差、水深地形、离岸距离、环境影响以及社会经济等指标,本文在三沙市重点岛礁中优选出4个具有潜在开发价值的温差能潜在站址,并进行了详细的资源评估。结果显示:4个电站表层暖水温度介于24℃~28℃之间,年平均值为26℃,1 000 m水深冷水温度约为4℃,表层暖水与1 000 m水深处年平均温差约为22℃,冬季最低为20℃,夏季最高为26℃。温差达20℃时的水深分布情况显示,冷水可获取深度约为500~600 m,离岸距离均在10 km以内。在设计输出功率为10MW的前提下,年净输出功率均在10~19 MW之间,每年发电80GWh并输出22 000 m^3淡水。 展开更多
关键词 温差能发电 南中国海 三沙市
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基于CORA数据的南海温差能资源时空特征研究 被引量：1
12
作者 丁杰 吴国伟 +3 位作者 姜波 侯二虎 白杨 汪小勇 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第1期402-409,共8页
基于2000—2013年中国近海及邻近海域海洋逐日再分析产品(China Ocean Reanalysis,CORA)数据资料,通过计算南海表层(5 m)与深层(1000 m)的温差、卡诺效率、有效水头、暖水体积量、温差能可开发量等参数,对中国南海温差能在季节、年代际... 基于2000—2013年中国近海及邻近海域海洋逐日再分析产品(China Ocean Reanalysis,CORA)数据资料,通过计算南海表层(5 m)与深层(1000 m)的温差、卡诺效率、有效水头、暖水体积量、温差能可开发量等参数,对中国南海温差能在季节、年代际的地理分布及其变化特征进行详细分析。结果表明:1)南海大于1000 m水深海域的温差均满足发电净效率的要求,可全年有效开采,温差分布具有明显季节变换特征,夏季最高,秋、春次之,冬季最低,常年高值主要集中在南沙群岛至吕宋岛西部一带。2)中沙群岛以南是卡诺效率高值且月波动较小海区,效率最高月份为5—8月份。3)南海温差能年平均有效水头介于774~945 m,高值主要分布在南海中东部、南部海域,呈西南—东北走向,有效水头在850 m以上;南海中南部、吕宋岛西部海域年际变化呈2.0~3.0 m/a上升趋势。4)南海暖水体积量月变化呈“V”型,冬季8.50×10^(13)m^(3)以上,处在较高水平;年际变化0.165×10^(13)m^(3)/a,呈增长趋势,年平均7.31×10^(13)m^(3)。5)南海温差能14年平均可开发量238.86 GW,年际变化5.61 GW/a,呈增长趋势,潜在开发前景十分可观。 展开更多
关键词 温差能 海洋温差能转化技术 可再生能源 卡诺效率 有效水头 暖水体积 可开发量
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多级海水热泵供热系统的特性与应用分析 被引量：2
13
作者 苏立娟 陈东 +1 位作者 谢继红 刘冬雪 《天津科技大学学报》 CAS 2007年第2期54-57,共4页
海水的温度稳定,蕴含着容量巨大的热能,可利用海水的热能,通过热泵制取中、低温度的热水.对单级海水热泵系统的工作原理进行了研究,重点分析了两级海水热泵系统的特性,导出了两级海水热泵系统总耗电量的计算公式,利用该公式对换热器的... 海水的温度稳定,蕴含着容量巨大的热能,可利用海水的热能,通过热泵制取中、低温度的热水.对单级海水热泵系统的工作原理进行了研究,重点分析了两级海水热泵系统的特性,导出了两级海水热泵系统总耗电量的计算公式,利用该公式对换热器的面积进行了优化,得出了冷凝器的最佳面积值及其他各关键参数.此外,对海水热泵系统与常规燃煤锅炉制取中低温热能进行了计算比较,得出结果:采用燃煤锅炉制热时,制取1MJ热能的费用为0.031元;利用海水热泵系统制热时,每制取1MJ热能所需的费用为0.023元,表明海水热泵系统在能源效率和经济性上有明显的综合优势. 展开更多
关键词 海水 热泵 供热 热水
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太阳能辅助小温差热发电系统的初步研究 被引量：2
14
作者 李应林 明祥宇 +1 位作者 李赟 朱爱娟 《南京师范大学学报（工程技术版）》 CAS 2010年第2期35-38,共4页
太阳能辅助小温差热发电系统以工业废热作为第一级热源、太阳能集热器作为第二级热源,循环工质在热源中蒸发并过热后,在汽轮机中膨胀做功,从而驱动电机发电.分析了该系统的工作原理和循环过程,并在理论分析的基础上,进行了系统的热力计... 太阳能辅助小温差热发电系统以工业废热作为第一级热源、太阳能集热器作为第二级热源,循环工质在热源中蒸发并过热后,在汽轮机中膨胀做功,从而驱动电机发电.分析了该系统的工作原理和循环过程,并在理论分析的基础上,进行了系统的热力计算.理论计算结果表明:在循环工质为R717,循环工质蒸发侧相变温度为60℃,冷凝侧相变温度为27℃的条件下,此太阳能辅助小温差热发电系统的总的发电效率可达7.15%,表明该小温差发电装置具有较好的应用前景. 展开更多
关键词 温差热发电 太阳能 汽轮机 循环工质
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海洋热能利用进展 被引量：6
15
作者 吴春旭 吴必军 叶寅 《新能源进展》 2014年第6期454-461,共8页
海洋热能储量巨大,随时间变化相对稳定,具有广阔的开发利用前景。当前,海洋热能利用技术主要包括海洋温差能发电技术、海洋温差能制淡技术以及海水源热泵技术。发电技术要求海水温差不小于20℃,制淡技术要求海水温差不小于10℃,海水源... 海洋热能储量巨大,随时间变化相对稳定,具有广阔的开发利用前景。当前,海洋热能利用技术主要包括海洋温差能发电技术、海洋温差能制淡技术以及海水源热泵技术。发电技术要求海水温差不小于20℃,制淡技术要求海水温差不小于10℃,海水源热泵技术则在不同纬度地区、不同季节均能应用。本文重点分析了海洋温差能发电技术的3种循环方式,针对低温差导致低发电效率的问题,提出了利用太阳辐射加热温海水以提高温差和利用波浪能驱动泵以降低系统能耗两种提高发电效率的方法。 展开更多
关键词 海洋热能 温差发电 海水淡化 热泵
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温差热发电技术及其应用 被引量：4
16
作者 李应林 黄虎 《南京师范大学学报（工程技术版）》 CAS 2011年第3期23-30,共8页
温差热发电作为一种利用工业余热、废热、太阳能、地热能、海洋能等能源,通过循环工质驱动透平发电的技术,兼有不消耗煤炭、燃油等紧缺能源,低排放,节能环保等一系列优点.在阐述了温差热发电技术原理的同时探讨了温差热发电循环系统以... 温差热发电作为一种利用工业余热、废热、太阳能、地热能、海洋能等能源,通过循环工质驱动透平发电的技术,兼有不消耗煤炭、燃油等紧缺能源,低排放,节能环保等一系列优点.在阐述了温差热发电技术原理的同时探讨了温差热发电循环系统以及循环工质的研究进展,从太阳能、地热能、海洋能以及工业余热废热等角度出发,介绍了温差热发电技术的应用. 展开更多
关键词 热发电 太阳能 余热回收 可再生能源
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基于海底黑烟囱的海洋温差发电热力循环系统研究 被引量：1
17
作者 梁泽德 王树杰 +1 位作者 袁鹏 陈存福 《可再生能源》 CAS 北大核心 2012年第7期41-45,共5页
与传统的海洋温差发电系统不同,海底黑烟囱海洋温差发电系统是以海洋地热为热源,以深海冷水为冷源的发电系统。文章分别分析和计算了以水蒸气为工质的开式系统和以纯氨为工质的闭式系统的循环热效率、换热器负荷、泵耗以及循环净功等相... 与传统的海洋温差发电系统不同,海底黑烟囱海洋温差发电系统是以海洋地热为热源,以深海冷水为冷源的发电系统。文章分别分析和计算了以水蒸气为工质的开式系统和以纯氨为工质的闭式系统的循环热效率、换热器负荷、泵耗以及循环净功等相关参数。结果表明,与以纯氨为工质的闭式系统相比,开式系统的热水泵功耗过大,降低高温海水的温度和提高闪蒸压力对开式系统是不利的;以水蒸气为动力循环工质有利于降低换热器的负荷,这对换热器的设计是十分有利的。 展开更多
关键词 海洋温差发电 海底黑烟囱 热力循环 参数优化
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海洋温差能ORC系统多目标函数优化研究 被引量：1
18
作者 张淑荣 孙业山 +2 位作者 王明涛 夏利江 刘启一 《可再生能源》 CAS 北大核心 2017年第4期621-626,共6页
以系统净功、不可逆能量损失等作为目标参数,建立海洋温差能ORC系统多目标函数优化体系,研究蒸发温度、冷凝温度、工质流量、温海水出口温度等对系统性能的影响。研究结果表明:存在最优参数值使得系统性能最优;冷凝温度越高,最优蒸发温... 以系统净功、不可逆能量损失等作为目标参数,建立海洋温差能ORC系统多目标函数优化体系,研究蒸发温度、冷凝温度、工质流量、温海水出口温度等对系统性能的影响。研究结果表明:存在最优参数值使得系统性能最优;冷凝温度越高,最优蒸发温度越高,系统目标值越大,系统性能越差;文章所选取的6种工质中,R227ea能耗最低,R141b能耗最高;温海水的适宜出水温度为19~20℃。 展开更多
关键词 海洋温差能 多目标优化 ORC系统
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基于南海海域的深海温差能利用开发效益分析 被引量：1
19
作者 吴红华 杨欣 +1 位作者 李正农 匡荛 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第11期536-544,共9页
利用Fluent软件对柔性立管中冷海水泵送时的传热过程进行模拟,确定不同材料管道对冷海水出口温度的影响,同等条件下玻璃纤维增强复合材料管(FRP)的冷海水温度比钢管低近3 K,并基于此分析海洋温差能发电系统的经济效益。以FRP管和钢管作... 利用Fluent软件对柔性立管中冷海水泵送时的传热过程进行模拟,确定不同材料管道对冷海水出口温度的影响,同等条件下玻璃纤维增强复合材料管(FRP)的冷海水温度比钢管低近3 K,并基于此分析海洋温差能发电系统的经济效益。以FRP管和钢管作为海水立管,FRP管对应系统的平准化度电成本比钢管低23.78%;利用光伏光热一体化(PVT)系统将温海水温度提高5~20 K,结果发现温度越高,平准化度电成本越低,FRP管对应成本下降25.44%,钢管对应成本下降29.48%,钢管系统的优化效果更明显;分析扩大装机功率对系统的成本优化效果,并将提高热源温度与扩大装机功率两种优化方式结合,确定最优组合系统的平准化度电成本相对原始配置降低近50%。 展开更多
关键词 海洋温差能发电 保温 经济分析 平准化度电成本 成本优化
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海水热泵的冬季运行特性分析 被引量：12
20
作者 周修茹 谢继红 +2 位作者 陈东 尹海蛟 苏立娟 《能源工程》 2007年第2期58-61,共4页
海水容量巨大,冬季温度高于空气温度,可作为热泵的良好热源。介绍了海水热泵的工作原理,分析了恶劣条件下海水热泵的连续运行和间歇运行两种模式,计算了两种模式下的运行特性数据,为海水热泵的设计和应用提供了较好的参考。
关键词 海水 热泵 运行特性
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