太陽能低溫朗肯循環(huán)系統(tǒng)適用工質(zhì)的理論和實驗研究.pdf

1、太陽能低溫朗肯循環(huán)的溫度范圍大致為環(huán)境溫度到100℃左右，平板集熱器和普通真空管集熱器即可滿足系統(tǒng)要求。因此，選取適用于太陽能低溫?zé)犭娧h(huán)溫度范圍的有機工質(zhì)成為關(guān)鍵，本文以太陽能低溫朗肯循環(huán)系統(tǒng)適用工質(zhì)為切入點，開展了對太陽能低溫朗肯循環(huán)系統(tǒng)的理論和實驗研究。 在理論循環(huán)分析中，選取了R600，R134a，R245fa，R236fa四種具有代表性的純工質(zhì)作為太陽能低溫朗肯循環(huán)的候選工質(zhì)，在設(shè)定工況下，對四種候選工質(zhì)的循環(huán)參數(shù)進行

2、了計算，并從壓力水平、做功能力、循環(huán)效率、熱力學(xué)完善度、工質(zhì)安全性和工質(zhì)環(huán)境性能等方面進行了分析比較。結(jié)果顯示，在冷凝和蒸發(fā)溫度分別為25℃和80℃時，以R245fa為工質(zhì)的太陽能低溫朗肯循環(huán)總體壓力水平較低，同時循環(huán)效率達到約13％。研究表明選取R245fa作為太陽能低溫朗肯循環(huán)的工質(zhì)是可行、合理的。 為了進一步拓寬太陽能低溫朗肯循環(huán)適用工質(zhì)的選擇范圍，本文提出了以R245fa/R152a為組元的按不同質(zhì)量比例組成的Ca、Cb

3、和Cc三種典型的非共沸混合工質(zhì)，在設(shè)定工況下對其應(yīng)用于太陽能低溫朗肯循環(huán)的性能進行了理論研究。針對非共沸混合工質(zhì)相變時存在溫度滑移，在系統(tǒng)中引入了內(nèi)部換熱器(IHE)。分析結(jié)果表明：使用混合工質(zhì)可拓展太陽能低溫朗肯循環(huán)工質(zhì)選擇范圍；非共沸混合等熵工質(zhì)在設(shè)定工況下的循環(huán)效率并非最高，但具有最小的膨脹比；非共沸混合工質(zhì)應(yīng)用于太陽能低溫朗肯循環(huán)系統(tǒng)時，同時引入內(nèi)部換熱器和適當(dāng)?shù)倪^熱度將使循環(huán)效率得到明顯提高。 對以R245fa為循環(huán)工