新型跨臨界CO2冷熱電聯(lián)合循環(huán)性能研究與_分析.pdf

1、隨著近幾十年全球人口膨脹及經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,能源危機(jī)、氣候變暖和臭氧層耗減等問題日益嚴(yán)重。CO2具有良好的環(huán)保性能和優(yōu)良的物理特性,是十分理想的替代工質(zhì),受到了廣泛關(guān)注。針對這一現(xiàn)狀,本文在常規(guī)的跨臨界CO2噴射式制冷循環(huán)的基礎(chǔ)上提出了兩種新型跨臨界CO2冷熱電聯(lián)合循環(huán),并對其進(jìn)行了理論分析。
　　兩種新型聯(lián)合循環(huán)的特點為:均選用了環(huán)保的CO2作為工質(zhì);在常規(guī)的跨臨界CO2噴射式循環(huán)中加入了中間抽氣式膨脹機(jī),利用了噴射器將中間抽氣式

2、膨脹機(jī)抽出的高壓CO2工質(zhì)作為工作流體引射處于蒸發(fā)壓力的CO2工質(zhì),既回收了部分膨脹功又可以提高了噴射器的性能;加入了氣體加熱器,利用太陽能、燃料燃燒后的高溫?zé)煔狻⒐I(yè)余熱等低品位熱能加熱處于超臨界狀態(tài)的CO2氣體,提高了膨脹機(jī)輸出功。
　　本文建立了噴射器以及兩種新循環(huán)的數(shù)學(xué)模型。利用EES工程計算軟件對兩種循環(huán)進(jìn)行了熱力學(xué)模擬計算。結(jié)果表明,膨脹機(jī)抽氣率,膨脹機(jī)進(jìn)口溫度,膨脹機(jī)進(jìn)口壓力,膨脹機(jī)抽氣壓力對系統(tǒng)性能有重要影響。此外

3、,發(fā)現(xiàn)兩種新循環(huán)均存在最優(yōu)高壓側(cè)壓力,此時系統(tǒng)COP最大。對兩種循環(huán)進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn),供熱器、氣體加熱器、氣體冷卻器的損失占系統(tǒng)損失比例最大,減小換熱溫差可以顯著減小系統(tǒng)損失。選用高效率的壓縮機(jī)也可以提高系統(tǒng)性能。
　　在研究了國內(nèi)外文獻(xiàn)對冷熱電聯(lián)合循環(huán)性能評價方式的基礎(chǔ)上,本文根據(jù)兩種新型聯(lián)合循環(huán)的特點提出了合適的性能評價指標(biāo):分別為熱電聯(lián)產(chǎn)效率CHP,制冷系數(shù)COP以及系統(tǒng)效率ηexg。通過對兩種聯(lián)合循環(huán)進(jìn)行性能分析發(fā)現(xiàn)兩者均具有