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闭式布雷顿循环热泵储电系统的㶲分析

太阳能学报 2023年第3期44卷 336-343页

作者：吴智泉王际辉白宁国家电投集团科学技术研究院有限公司北京102209

该文针对一种基于闭式布雷顿循环的热泵储电系统,分析主要设备的㶲损失与㶲效率。对于压缩机和透平,发电系统中的压缩机由于工作温度区间跨越了环境温度,具有最高的㶲损失;对于换热器,工作在环境温度附近的低温换热器㶲效率最低(不考虑水冷... 详细信息

该文针对一种基于闭式布雷顿循环的热泵储电系统,分析主要设备的㶲损失与㶲效率。对于压缩机和透平,发电系统中的压缩机由于工作温度区间跨越了环境温度,具有最高的㶲损失;对于换热器,工作在环境温度附近的低温换热器㶲效率最低(不考虑水冷换热器),而㶲损失最大的为水冷换热器。计算得到本系统的㶲效率为59.27%。提高压缩机和透平的效率可提升系统㶲效率,且发电系统中的设备效率对系统㶲效率的影响更显著;此外,降低冷却水的温度或有效利用冷却水的热量均可以提高系统的㶲效率。

关键词：电能储存布雷顿循环热泵㶲损失㶲效率

新型复叠有机朗肯循环太阳能热发电系统的性能分析

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太阳能学报 2023年第6期44卷 308-314页

作者：唐景春李俊辉李晶李鹏程曹青张秀平合肥工业大学汽车与交通工程学院合肥230009 赫尔大学能源与环境研究所可持续能源技术研究中心赫尔HU6 合肥工业大学机械工程学院合肥230009 压缩机技术国家重点实验室(压缩机技术安徽省实验室) 合肥230031

提出一种基于两级蓄热罐和复叠有机朗肯循环的太阳能热发电系统。该系统根据太阳辐照度的变化可在额定模式和放热模式间切换,以保证发电的稳定性和持续性。采用联苯-联苯醚同时作为集热、蓄热及顶部有机朗肯循环(ORC)的工质,苯作为底部... 详细信息

提出一种基于两级蓄热罐和复叠有机朗肯循环的太阳能热发电系统。该系统根据太阳辐照度的变化可在额定模式和放热模式间切换,以保证发电的稳定性和持续性。采用联苯-联苯醚同时作为集热、蓄热及顶部有机朗肯循环(ORC)的工质,苯作为底部ORC工质。对系统进行热力学优化,结果表明最大热功转化效率为38.54%,甚至比采用合成油集热、双罐熔融盐蓄热的常规热发电系统效率还高,表明所提出系统具有较好的应用前景。

关键词：太阳能热发电朗肯循环热效率㶲损失联苯-联苯醚

基于AMTEC的空间核反应堆电源热力学性能分析

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深空探测学报（中英文） 2021年第2期8卷 205-212页

作者：张怡晨胡宇鹏王泽朱长春胡绍全李思忠中国工程物理研究院总体工程研究所绵阳621999

随着深空探测任务不断推进,空间探测器对于动力的需求也在不断提升,基于碱金属热电转换器(Alkali Metal Thermal to Electric Converter,AMTEC)的空间核反应堆电源系统由于其自身优良的特性被广泛关注。基于热力学第一和第二定律,结合... 详细信息

随着深空探测任务不断推进,空间探测器对于动力的需求也在不断提升,基于碱金属热电转换器(Alkali Metal Thermal to Electric Converter,AMTEC)的空间核反应堆电源系统由于其自身优良的特性被广泛关注。基于热力学第一和第二定律,结合空间核反应堆电源系统内部热力过程能量传递特性,建立了电源系统整体热力学分析模型和针对内部反应堆、蒸发器、BASE、冷凝器等6个控制单元的能量传递及㶲分析数学模型,讨论了反应堆堆芯温度和输出电流密度对整个电源系统和内部各控制单元性能的影响规律。仿真研究结果表明:堆芯温度增加,空间核反应堆电源系统输出电功率和㶲效率增加;随着输出电流密度的增大,输出电功率和㶲效率先增大后降低,出现最大值;不同的堆芯温度对应了使系统性能最优的输出电流密度;经过对比分析各控制单元㶲损失的影响规律,发现㶲损失较大的部件为冷凝器和蒸发器。可为空间核反应堆电源系统设计和优化提供前期理论支撑。

关键词：空间核电源碱金属热电转换器热力学分析㶲损失

不同工质对有机朗肯循环低温余热发电系统性能的影响研究

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热力发电 2022年第2期51卷 43-48页

作者：彭斌刘帅刘慧鑫周天昊兰州理工大学机电工程学院甘肃兰州730000

目前有机朗肯循环低温余热发电系统的研究主要存在系统的评价指标不一、工质的可比性比较弱、不能全面地反映系统的综合性能等问题。针对90~240℃低温余热资源,从安全性、环保性、经济性和工质物性角度出发初选工质,得到R11、R123、R24... 详细信息

目前有机朗肯循环低温余热发电系统的研究主要存在系统的评价指标不一、工质的可比性比较弱、不能全面地反映系统的综合性能等问题。针对90~240℃低温余热资源,从安全性、环保性、经济性和工质物性角度出发初选工质,得到R11、R123、R245fa和R365mfc等有机工质,通过MATLAB和REFPROP软件建立了该系统的数学模型,对系统进行了热力性能研究。研究结果表明:系统的热效率和净输出功均随着蒸发温度的升高而逐渐增大,随着冷凝温度的升高而逐渐降低;最佳蒸发温度与最佳的冷凝温度分别控制在120~140℃与20~30℃;氢氟烃类有较高的净输出功率,环保性能好,氯氟烃类工质热效率高于其他类工质;综合评价得出R365mfc净输出功率最高,㶲损失较少,环保又安全,为最佳制冷剂;系统各部件蒸发器的㶲损失最大,冷凝器和膨胀机次之,工质泵最小。

关键词：有机朗肯循环热力学性能㶲损失有机工质

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数据中心用壳管式相变储能换热器的储能特性

储能科学与技术 2023年第6期12卷 1765-1773页

作者：彭子安段文超李杰孙小琴宋孟杰长沙理工大学能源与动力工程学院湖南长沙410114 北京理工大学机械与车辆学院北京100081

针对相变储能换热器储/放能率低的问题,本工作设计了一种壳管式相变储能换热器,以相变温度为25℃的石蜡为储能材料,以水为传热流体,研究传热流体对换热器储能性能的影响。搭建了壳管式相变储能换热器的实验平台,并利用FLUENT软件对其进... 详细信息

针对相变储能换热器储/放能率低的问题,本工作设计了一种壳管式相变储能换热器,以相变温度为25℃的石蜡为储能材料,以水为传热流体,研究传热流体对换热器储能性能的影响。搭建了壳管式相变储能换热器的实验平台,并利用FLUENT软件对其进行三维瞬态建模,通过改变边界工况进行储能数值模拟,并对最优工况进行分析。研究结果表明:数值模拟不同传热流体温度和流速对蓄/放热过程的影响,传热流体温度与相变温度的差值越大,相变单元蓄/放热速率越快,平均储/放能率越大;温差增大5℃,平均储能率最大提高91%,平均放能率最大提高124%,但温差增大造成的不可逆㶲损失也越大;而在凝固过程中,由于相变材料内部自然对流的作用非常小,放热速率远低于蓄热速率,温差同为5℃时平均放能率仅为平均储能率的64%,温度差是主要影响因素。随着传热流体流速的增加,流体侧对流换热的加强会加快换热,加快熔化,但对壳管式换热器的平均储能率和㶲损失影响不大。综合考虑平均储/放能率和㶲损失,本研究中换热器性能最佳的蓄热工况为40℃,放热工况为10℃,流速工况为0.5m/s,研究结果可为储能换热器在数据中心的应用提供一定参考。

关键词：相变储能壳管式换热器数值模拟储能率㶲损失

同时供冷供热双级压缩制冷热泵循环系统㶲分析

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建筑科学 2014年第10期30卷 8-12,30页

作者：刘雄罗波史怀江西安建筑科技大学环境与市政工程学院西安710055 中机十院国际工程有限公司河南洛阳471039

同时供冷供热双级压缩制冷热泵循环是1种新型热力循环,它能够同时对制冷、制热量进行调节,以满足用户的冷热量需求。本文建立了该循环系统的分析模型,并对其进行了研究,结果表明:在给定的传热温差下,影响该系统效率的主要因素是室... 详细信息

同时供冷供热双级压缩制冷热泵循环是1种新型热力循环,它能够同时对制冷、制热量进行调节,以满足用户的冷热量需求。本文建立了该循环系统的分析模型,并对其进行了研究,结果表明:在给定的传热温差下,影响该系统效率的主要因素是室外空气温度、制冷剂流量比;在低制冷剂流量比下,该系统产生损失的主要部位依次为热源侧换热器、热水加热器、第一节流阀、高压压缩机;在高制冷剂流量比下,该系统产生损失的主要部位依次为第二节流阀、热水加热器、高压压缩机、低压压缩机。通过在系统中增加1个经济器对该系统进行了优化,并对比分析了系统优化前后的效率和损失,结果表明:经济器能提高系统的效率,大幅度降低发生在第一节流阀和第二节流阀的损失,但对其他部件损失的影响很小。

关键词：双级压缩热泵㶲损失系数㶲损失㶲效率

不可逆中冷回热再热太阳能布雷顿热机系统的㶲分析

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中国科技论文 2015年第11期10卷 1323-1328页

作者：盖双旗韦雪娇桂林理工大学环境科学与工程学院，广西桂林 541004 梧州学院信息与电子工程学院

运用热力学第二定律,分析了恒温条件下,不可逆中冷回热再热太阳能布雷顿热机系统的损失和效率。结果表明:系统的效率随聚光比、高/低温侧换热器有效度的提高而增加;相同工作温度下,提高低温侧换热器有效度对系统效率的提高收益更大... 详细信息

运用热力学第二定律,分析了恒温条件下,不可逆中冷回热再热太阳能布雷顿热机系统的损失和效率。结果表明:系统的效率随聚光比、高/低温侧换热器有效度的提高而增加;相同工作温度下,提高低温侧换热器有效度对系统效率的提高收益更大。在给定低压压缩机压比和高压透平膨胀比时,随着回热器有效度的增大,系统最大效率增加,最佳总压比减小;随着高/低温侧换热器有效度的增大,系统最大效率增加,最佳总压比增大。在给定总压比时,随着回热器、高低温侧换热器有效度的增加,系统最大效率增加,最佳低压压缩机压比和最佳高压透平膨胀比增大。这为系统的优化设计与节能运行提供了理论指导。

关键词：太阳能热机布雷顿循环㶲损失㶲效率

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R410A单工质复叠制冷系统变工况㶲分析

制冷技术 2023年第1期43卷 16-22页

作者：杨永安孙浩迪天津商业大学冷冻冷藏技术教育部工程研究中心天津300134

本文搭建R410A单工质复叠制冷系统实验台,研究了蒸发温度(t_(e))和冷凝温度(t_(k))对制冷量、性能系数(COP),各组成部件及系统㶲损和㶲效率的影响。结果表明:当t_(e)从-30℃增至-10℃,系统总㶲损减小了0.722 kW,COP增大了0.75,系统总㶲效率... 详细信息

本文搭建R410A单工质复叠制冷系统实验台,研究了蒸发温度(t_(e))和冷凝温度(t_(k))对制冷量、性能系数(COP),各组成部件及系统㶲损和㶲效率的影响。结果表明:当t_(e)从-30℃增至-10℃,系统总㶲损减小了0.722 kW,COP增大了0.75,系统总㶲效率先增大后减小,减小了2.68%。t_(k)从30℃增大至50℃,系统总㶲损增大了1.392 kW,COP减小了0.632,系统总㶲效率减小了22.01%。系统各部件中压缩机㶲损、低温级压缩机㶲损、高温级压缩机㶲损和冷凝蒸发器㶲损较大,且受t_(e)和t_(k)的影响较大,是系统薄弱部位所在。减小t_(k),增大t_(e)有利于降低系统的㶲损,提高系统的㶲效率和COP。

关键词：复叠制冷系统 R410A 㶲分析㶲损失㶲效率

重力自循环散热器与空气源热泵复合供热系统㶲分析

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暖通空调 2021年第S1期51卷 14-18页

作者：冯伟贾捷程远达田琦李风雷庞文星太原理工大学太原绿佳环保开发有限公司

对重力自循环散热器与空气源热泵复合供热系统进行了热力学第二定律分析,建立了㶲分析模型,基于实测数据,计算了不同室外环境温度下系统各部件㶲损失、㶲损率及系统㶲效率。结果表明:在系统各部件中,压缩机㶲损率最大,达到43.01%~50.46%;散... 详细信息

对重力自循环散热器与空气源热泵复合供热系统进行了热力学第二定律分析,建立了㶲分析模型,基于实测数据,计算了不同室外环境温度下系统各部件㶲损失、㶲损率及系统㶲效率。结果表明:在系统各部件中,压缩机㶲损率最大,达到43.01%~50.46%;散热器、膨胀阀、蒸发器㶲损率分别为12.04%~18.12%、31.03%~33.18%、5.40%~5.93%;当室外温度变化时,各部件㶲损率变化趋势不同;系统整体㶲效率随室外温度的上升而改善,在所研究的室外温度范围内,系统㶲效率为35.02%~38.93%,相较于其他供暖方式,该系统具有较高的㶲效率。

关键词：自循环散热器空气源热泵㶲损失㶲损率㶲效率