【摘 要】
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自然界及工业生产过程中存在大量的低品位热源,若采用合适的技术将其进行高效转换利用将产生巨大的经济及生态效益。本文基于双压蒸发有机朗肯循环(DORC)与喷射式制冷循环(ERC),构建了两种新型功冷联供系统:采用液-气式喷射器的DEPCC-LG系统及采用气-气式喷射器的DEPCC-GG系统。基于matlab建立了系统热力学性能及技术经济性能模型,考察了系统关键运行参数对热力学性能及技术经济性能的影响,
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自然界及工业生产过程中存在大量的低品位热源,若采用合适的技术将其进行高效转换利用将产生巨大的经济及生态效益。本文基于双压蒸发有机朗肯循环(DORC)与喷射式制冷循环(ERC),构建了两种新型功冷联供系统:采用液-气式喷射器的DEPCC-LG系统及采用气-气式喷射器的DEPCC-GG系统。基于matlab建立了系统热力学性能及技术经济性能模型,考察了系统关键运行参数对热力学性能及技术经济性能的影响,利用遗传算法进行了系统性能的优化及循环工质的优选。对于DEPCC-LG系统,在给定工况下,获得13.58k W的净功率,3.85k W的冷量输出,系统热效率、?效率及单位产品总成本分别为14.25%,47.78%与182.86$/MWh。参数分析结果表明:低压蒸发温度及干度、高低压级工质流量比对系统的冷量输出影响显著,低压蒸发温度及低压蒸汽发生器出口干度存在最佳值,高低压级工质流量比不宜过小。对于DEPCC-GG系统,在给定工况下,获得10.41k W的净功率,5.89k W的冷量输出,系统热效率、?效率及单位产品总成本分别为17.55%,37.16%与216.91$/MWh。参数分析结果表明:低压蒸发温度和干度越大越有利于系统冷量输出,但对功量输出不利;存在最佳的高压蒸发温度、低压蒸发温度、低压蒸汽发生器出口干度,偏离最佳工况,将会使系统?效率降低和单位产品总成本升高。以系统热效率、?效率及单位产品总成本为目标函数,进行了多目标函数优化并给出了可行解。在优化工况下,DEPCC-LG系统相比DEPCC-GG系统具有更高的?效率及较低的单位产品总成本。?分析结果显示:对于DEPCC-LG系统,冷凝器及蒸汽发生器是系统中产生?损的主要部件,对于DEPCC-GG系统,喷射器是系统中产生?损的主要部件。在热源进口温度为433.15K-523.15K的条件下,考察了系统对工质R227ea、R236ea、R245fa、R600、R600a、R601、R601a、R1234yf及R1234ze的适应性,给出了系统在不同热源进口条件下的最优工质选择。
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