中低溫太陽(yáng)能熱電冷聯(lián)供系統(tǒng)探究.pdf

1、本文提出了一種新型中低溫太陽(yáng)能熱電冷聯(lián)供系統(tǒng)，包括槽式太陽(yáng)能集熱器系統(tǒng)(PSTC)，中低溫太陽(yáng)能發(fā)電(ORC)系統(tǒng)以及吸收式制冷(LiBr-H2O)系統(tǒng)。首先，根據(jù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，闡述了有機(jī)朗肯循環(huán)與溴化鋰吸收式制冷循環(huán)的工作機(jī)理，歸納出系統(tǒng)的評(píng)價(jià)方法。其次，運(yùn)用熱力學(xué)知識(shí)，構(gòu)建系統(tǒng)熱力學(xué)模型，對(duì)提出的系統(tǒng)進(jìn)行初步設(shè)計(jì)計(jì)算。針對(duì)系統(tǒng)流程中選取的循環(huán)工質(zhì)，包括R245fa，R113a，水，水蒸汽以及溴化鋰溶液，編寫(xiě)VBAProject物性方程的

2、計(jì)算程序，并調(diào)用NIST Refprop8.0軟件數(shù)據(jù)庫(kù)文件，獲得有機(jī)工質(zhì)的物性參數(shù)。同時(shí)，利用Aspen plus流程軟件模塊化分析方法，結(jié)合系統(tǒng)中換熱器、螺桿膨脹機(jī)、工質(zhì)泵、節(jié)流閥、發(fā)生器以及吸收器等設(shè)備的工作原理與設(shè)計(jì)參數(shù)，分別選取Heater、HeatX、Compr、Pump、Value、Flash2和RadFrac單元操作模塊，構(gòu)建系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模塊圖，及各子系統(tǒng)模擬流程。根據(jù)R245fa與R113a的仿真結(jié)果，提出了單級(jí)加熱方式與

3、雙級(jí)加熱方式，發(fā)現(xiàn)熱源溫度高于150℃，系統(tǒng)采用R113a和單級(jí)加熱方式，其效能更高，當(dāng)過(guò)熱度15℃時(shí)，R245fa的ORC效率為11.0％，乏汽無(wú)法驅(qū)動(dòng)制冷機(jī)組;R113a的ORC效率11.3％，COP為0.557，系統(tǒng)總效率0.905;過(guò)熱度提升至40度時(shí)，R245fa系統(tǒng)效率為27.4％，R113a系統(tǒng)效率為93.3％。低于150℃的熱源，雙級(jí)加熱方式則更有優(yōu)勢(shì)，適用面更廣。
　　仿真過(guò)程中同時(shí)研究了膨脹機(jī)進(jìn)出口溫度，壓力以

4、及冷卻水負(fù)荷的變化對(duì)各子系統(tǒng)效能的影響規(guī)律，發(fā)現(xiàn)膨脹機(jī)進(jìn)口工質(zhì)過(guò)熱度對(duì)ORC系統(tǒng)效率影響較小，甚至出現(xiàn)效率降低的情況，對(duì)制冷機(jī)組COP和整體效能影響較大，主要體現(xiàn)在溶液發(fā)生溫度的提高與供熱量的增加，有利于系統(tǒng)效率的提升。膨脹機(jī)高低壓比反映了膨脹機(jī)的膨脹能力，膨脹比增大，ORC系統(tǒng)效率明顯增加，COP與整機(jī)效率變化較小。所以系統(tǒng)在冬夏兩季應(yīng)有不同的運(yùn)行策略，以保證機(jī)組運(yùn)行穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性。最后，詳細(xì)介紹了中低溫太陽(yáng)能冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)測(cè)試平臺(tái)的