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有机朗肯循环与蒸汽压缩制冷循环耦合系统联产性能研究
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李太禄贾亚楠孟楠刘青华秦浩森孔祥飞
摘要以中高温地热作为驱动热源,将有机朗肯循环与蒸汽压缩制冷循环相结合,提出了中高温地热冷热电联产系统。基于热力学第一和第二定律,构建了冷热电联产热力学优化模型,并对热源温度120~200℃范围内的系统性能进行了模拟计算和分析,比较了Cyclohexane、Pentane、n-Heptane、n-Octane、n-Nonane、n-Decane、n-Hexane及Isopentane8种不同工质的热力学性能。结论显示:有机朗肯循环与蒸汽压缩制冷循环耦合系统可以实现冷热电联产,根据季节需求不同灵活调控;Isopentane发电性能最佳,Isopentane制冷性能最佳;回收冷却水排放的热量可以大大提高耦合系统热效率,热效率高达90%多。
关键词冷热电联产;有机朗肯循环;蒸汽压缩制冷循环;冷凝热回收;中低温地热
TM616???文献标志码A
OntheperformanceofcouplingcogenerationsystemoforganicRankinecycleandvaporcompressionrefrigerationcycle
LITailu,JIAYanan,MENGNan,LIUQinghua,QINHaosen,KONGXiangfei
(SchoolofEnergyandEnvironmentalEngineering,HebeiUniversityofTechnology,Tianjin300130,China)
AbstractThemediumandhightemperaturegeothermalenergyisusedasthedrivingheatsource,andtheorganicRankinecycleandthesteamcompressionrefrigerationcyclearecombinedtoputforwardtheCogenerationsystem.Basedonthefirstandsecondlawsofthermodynamics,athermodynamicoptimizationmodelofCCHPisestablished,andtheperformanceofthesysteminthetemperaturerangeof120–200℃issimulatedandanalyzed.Thethermodynamicperformanceofeightdifferentrefrigerants,cyclohexane,pentane,n-heptane,n-octane,n-nonane,n-decane,n-hexaneandisoopentanearecompared.Theconclusionshowsthat:thecouplingsystemoforganicRankinecycleandsteamcompressionrefrigerationcyclecanrealizethecombinedcoolingandheatingpowergeneration,whichcanbeflexiblycontrolledaccordingtotheseasonaldemand;thepowergenerationperformanceofisopentaneisthebest,andtherefrigerationperformanceofisopentaneisthebest;thethermalefficiencyofthecouplingsystemcanbegreatlyimproved(morethan90%)byrecoveringtheheatdischargedfromthecoolingwater.
KeywordsCCHP;organicrankinecycle;vaporcompressionrefrigerationcycle;condensationheatrecovery;systemoptimization
0引言
20世紀,世界能源消费迅速增长,预计今后几
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