CO2混合工质动力循环系统的动态特性对比

利用余热回收技术回收重载柴油机缸套水及排气余热是提高能源利用率的有效手段之一。搭建了三种形式的CO₂混合工质动力循环系统,并用实验数据进行标定及验证。并针对内燃机多变工况的特点,对比了三种不同系统在不同外部条件阶跃下的动态响应特性。结果表明,预回热系统能显著提高系统的输出功。随着系统部件的增多,系统响应速度逐渐变缓。研究结果为CO₂混合工质动力循环系统的实际运行提供理论指导。     

一种非共沸混合工质的循环特性分析

本文首先利用CSD方程进行了理论分析,得到了R290/R123/R600a物系的COP值、单位容积制冷量、冷凝和蒸发压力的相图;然后,在小型压缩式热泵实验台上进行了实际工况运行分析,发现该工质可以在较大的温度范围高效循环,这也是目前其它工质所不具备的特点。     

混合工质有机闪蒸循环热力学分析

有机朗肯循环(ORC)是将中低品位能源转化为有用功的有效途径。传热过程不可逆损失大是导致ORC系统效率低的重要原因,基于混合工质的有机闪蒸循环(OFC)可以同时优化蒸发器和冷凝器换热过程的温度匹配,有望进一步提升ORC系统效率。本文选取R245ca/cyclopentane、pentane/isohexane等4种混合工质,通过热力学分析对比了200℃的饱和水为热源驱动下的混合工质ORC和OFC性能,获得了混合工质质量分数和热源出口温度对系统效率的影响。发现降低热源温度能显著提高OFC系统效率,而ORC系统存在最优热源出口温度。优化热源出口温度后,混合工质OFC系统效率能与ORC系统相当甚至在一定质量分数范围内超越ORC系统,其中,混合工质neopentane/cyclopentane质量分数为0.6时,OFC最高效率达到46.87%。     

中高温热泵混合工质的循环性能分析

针对传统制冷剂R22和R134a在中高温领域的使用限制,探究以R22,R134a为核心的非共沸混合工质在热泵系统中的应用,通过建立混合工质在系统循环中的热力学模型对初步筛选的六种高温工质进行系统循环模拟分析,探讨热泵系统在设定工况下最适宜的混合工质及其配比,结果表明:冷凝区间60～80℃内,R22+R124和R134a...     

低温地热有机朗肯循环混合工质设计初探

地热作为一种在地球上广泛分布的可再生能源,可利用的温度较低。有机朗肯循环ORC是一种有效的利用低温热能发电的途径。对于不同温度的热源,采用合适的工质,可以提高系统的发电效率,因此工质的选择是关键。本文针对170℃,150℃,130℃的热源,构建了适合的五种混合工质,并进行了热力循环、环保性和安全性的计算。结果表明,与纯工质相比,混合工质可以平衡环境、安全以及系统性能等多方面的要求,达到综合最优的效果。     

空调循环中HCs/阻燃剂混合工质的泄漏特性

结合空调循环分析了非共沸HCs/阻燃剂混合工质的泄漏特性,包括一定泄漏率下引起最大组成变化的泄漏点和工质相态、泄漏率-总组成变化关系、泄漏引起的组成变化对HCs/阻燃剂混合工质安全性与循环性能的影响分析。     

基于PC-SAFT的CO2混合工质相平衡计算

统计缔合流体理论(PC-SAFT)能够应用于CO₂动力循环中CO₂混合工质物性的预测。PC-SAFT状态方程在计算CO₂混合工质气液相平衡时,其收敛性较差。本文介绍一种利用基于基团贡献法的蒸气压估算方法为PC-SAFT状态方程提供初值,从基团角度来预测CO₂混合工质气液平衡的方法。该方法在很多情况下的准确度高于Refprop 9.0计算结果,尤其在较高的CO₂比例下。对于温度滑移较大的CO₂混合工质计算中,该方法不会计算出Refprop 9.0中不平滑的尖点,避免了在一些情况下出现反常的计算结果,是一种稳定可靠的计算方法。     

自复叠制冷循环中混合工质泄漏性能的研究

尽管自复叠制冷循环越来越广泛的用于深冷及普冷领域,对于循环中工质泄漏特性的研究却较少。以非共沸混合工质两相区的等温泄漏为基础,分析了在自复叠循环装置中各部件的泄漏对工质组成的影响,其中发生在冷凝器出口处、气液分离器和蒸发器出口处的泄漏对工质组成影响较大。以采用非共沸混合工质R600 a/CO2的自复叠低温冷冻箱为例,研究了不同泄漏点不同泄漏率的泄漏特性。结果说明当工质泄漏时混合工质组成和循环性能发生变化,在蒸发器出口处的泄漏对循环性能影响最大;当泄漏引起循环工质组成发生较大变化时,压缩机变容量和变压力比调节能力明显降低,此时系统不能满足设计工况的要求,工作性能变差。     

SCO2 再压缩循环的非设计性能及控制策略研究

SCO₂循环的部件性能随系统负载降低会发生显著变化。因此,本文首先建立了10 MW输出功率的SCO₂再压缩循环。然后分别在库存控制和涡轮旁通控制下研究了系统的非设计性能。结果表明,当系统负载减小到10%时,库存控制的热效率降至21.04%,再压气机趋向失速;涡轮旁通控制的热效率至13.56%,压气机发生堵塞。基于此,提出了库存–旁通混合控制策略。该混合策略的使用改善了两单一策略下的压气机运行状态,且系统性能介于两单一策略的之间。     

常规压缩机混合工质循环气体液化系统研究

小型混合工质低温气体液化系统具有结构简单紧凑、尺寸小型化、投资省、易撬装化、易操作、应用灵活、安全性好等优点,其驱动采用全封闭油润滑压缩机,为常规制冷部件,制造工艺成熟,可市场化采购,成本大大降低。文中介绍搭建的常规压缩机驱动的混合工质低温气体液化实验台,进行了多次实验,并对系统的降温特性、能耗、压缩机性能等进行了测试。实验测试结果表明,常规油润滑压缩机性能稳定、耐用可靠,作为低温气体液化系统的驱动动力是可行的。     

单级自动复叠混合工质制冷循环的实验研究

由于压缩机压比的局限,制约着单一制冷剂的压缩回热循环发展,本系统采用单一压缩机和混合工质的自复叠制冷循环系统取得了较好的制冷效果。文中对单级自动复叠制冷系统进行了理论模拟,并设计和搭建了实验台进行分析。通过理论和实验数据的分析得出混合工质组合R600a/R23,并初步得到最优配比。     

非共沸混合工质自复叠热泵循环试验研究

单级压缩式热泵冷凝温度与蒸发温度之差一般为40~50℃,非共沸混合工质自复叠循环具有工作温差大的优点,将其应用于热泵循环,则可产生较大的供热温差。该文通过搭建一个空气源自复叠热泵实验台,利用NIST公司的制冷剂物性数据库Refprop7,绘制出了混合工质的温度-浓度图。经过实验,分析了自复叠热泵循环工作温差的影响因素,得出了自复叠热泵气液分离器简单分离对增大工作温差的作用有限,增加工质的相对挥发度也不能显著改善热泵的运行性能等结论。并进一步得出了增设分凝设施可显著增大工作温差的结论。     

混合工质(R227ea/R245fa)有机朗肯循环的动态特性研究

本文以R227ea/R245fa混合物为工质,建立了有机朗肯循环的动态模型,对不同组分混合工质的动态特性表现及稳态性能进行了分析比较。研究发现,系统响应速度与工质的质量流量、换热强度及工质物性都有着密切的联系。工质流量较大及潜热较小的工质系统热惯性更大,其响应时间更长。当混合工质R227ea/R245fa质量配比为0.5/0.5时,系统的净功最大,而最大热效率出现在R227ea/R245fa的质量比为0.4/0.6的工质系统。对于R245fa质量分数较大的工质系统,需要更加注意对蒸发器出口过热度的控制。     

非共沸混合工质分凝式双温制冷系统间歇运行特性的实验研究

在传统串联式双温制冷系统的基础上,本文借助非共沸混合工质分凝时的组分偏移特性,引入了混合工质中间分凝式双温制冷循环。搭建了自然非共沸混合工质分凝式双温循环系统的实验台,选用R290/R600a混合物作为制冷工质,通过实验的方法研究了自然非共沸混合工质分凝式双温制冷系统在实际工况下的开停机间歇运行特性,探讨了制冷剂充注量、制冷剂组分、环境温度等参数对系统性能的影响规律。结果表明压缩机开机阶段的平均功率随着制冷剂的充注量增加而升高,其在开停机间歇性运行周期内的开机率随充注量的增加而先下降后升高;充注量为300 g且R600a的配比为50%时压缩机耗电量达到最小值1.60 k Wh·d^-1;环境温度的升高会影响冷凝器的换热效果还会造成系统中间室的热负荷增加,压缩机的开机率和耗电量均会明显升高。     

褐煤热泵预干燥超临界CO2循环发电系统理论研究

褐煤含水量高,直接燃烧发电存在效率低、投资大的问题。为此,本文提出了一种集成褐煤热泵预干燥的超临界二氧化碳循环发电系统,并建立了超临界二氧化碳循环发电系统和褐煤热泵预干燥系统的耦合计算模型,以某660 MW发电系统为例,对直燃褐煤发电系统和褐煤热泵预干燥发电系统进行对比分析。结果表明：褐煤发电系统通过热泵干燥褐煤可以使系统发电效率提高1.44%,发电标准煤耗率降低8.06 g·(k Wh)^-1;分析发现,预干燥褐煤使得锅炉燃烧损降低高达4.47%,排烟耗散降低0.35%,从而使系统效率提高1.29%,燃烧损和排烟耗散降低是系统节能的主要原因;干燥机效率、褐煤干燥程度和热泵COP越高,褐煤热泵预干燥发电系统节能效果越显著。     

基于三元混合工质高温压缩式热泵循环性能研究

工业生产中存在大量的70～80℃的余热未被回收利用,如果利用热泵将这部分余热转化为高品质工业蒸汽则可大大降低工业能耗和污染物排放。本文研究一种回收废水余热制取蒸汽的高温热泵系统,在蒸发器侧水进出口温度80/70℃和冷凝器侧水进出口温度90/120℃设计工况下,针对该换热过程"大温差"和"高冷凝"的换热特点分析对比不同非共沸工质的循环性能。首先对比了多种二元混合工质的循环性能,得到性能较为优良的混合工质R124/R141b(0.45/0.55).为保证压缩机安全运行添加第三元组分以降低排气温度和压力,结果表明:三元工质R365mfc/R124/R141b(0.55/0.405/0.045)综合性能较佳,其COP达到4.9,并且单位容积制热量为4110 kJ/m³,同时排气温度125℃和冷凝压力为1595 kPa,综合性能优越并满足压缩机安全运行要求。     

70K温区混合工质分凝分离循环节流制冷机实验研究

混合工质节流制冷机正在许多方面获得越来越广泛的应用。文中设计了一种新型的混合工质分凝分离循环 ,建立了实验系统 ,并在 70 K温区进行了实验。实验结果表明 ,节流制冷机可以达到 6 5 .3K的低温 ,并在 72 K温度提供 1W的制冷量 ,输入功率为 5 0 0 W。     

整体煤气化联合循环合成气水合物法分离CO2的分子动力学模拟

利用分子动力学（MD）模拟方法研究整体煤气化联合循环（IGCC）合成气（CO₂/H₂）水合物法分离CO₂的分离机理,系统研究了CO₂水合物、H₂水合物以及合成气水合物法一级分离所得CO₂/H₂混合气体水合物的微观结构及性质.模拟分析n个CO₂或H₂与水合物笼状结构的整体结合能ΔE关键词： 水合物法分离 分子动力学模拟 整体煤气化联合循环合成气 2分离')" href="#">CO₂分离     

基于遗传算法的LNG气化混合工质配比研究

混合工质合适的配比可以使其放热曲线与LNG气化曲线更好的匹配,减少冷能损失,从而提高循环效率.初选R23和R170为第一级循环的混合工质,R290、R143a、R1270和R125为第二级循环的混合工质.利用Hysys建立了利用LNG冷能发电的两级低温朗肯循环系统.以系统净输出功为目标函数,利用Design Exper...