上海地区不同类型建筑的CCHP-ORC系统评价与分析

将传统的分供能源(SP)系统作为基准,以一次能源消耗量、年总费用和碳排放量构成的综合指标为优化目标,根据相关约束条件建立线性优化模型,分析评价了含有机朗肯循环(ORC)的冷热电联供(CCHP)能源系统在不同建筑类型的应用。对上海5种典型建筑进行研究,计算结果表明,相对于分供系统,商业和办公建筑等在使用CCHP系统后可提高能源系统的综合性能,但由于这种建筑的特点是热电比低、用电量大,内燃机在过渡季节会有大量过剩的余热无法合理利用,加入ORC系统后,能源系统的综合性能会有明显的改善;对于酒店和医院等热电比高、用热(冷)量大等特点的建筑,ORC系统的加入,对原有CCHP系统的综合性能影响较小。

低温再热式有机朗肯循环的参数优化

以R601和R245ca作为循环工质,根据热力学第一定律和第二定律,研究了再热压力比对低温再热式有机朗肯循环(ORC)系统的影响。通过MATLAB和REF-PROP软件编程计算,以系统净功量为目标函数,确定系统的最佳再热压力比。分析结果表明,随着蒸发温度的升高,再热压力比逐渐减小,净功量逐渐增加,热效率逐渐升高,火用效率逐渐减小,净功量的增加幅度大于热效率。在实际应用中,应根据工质及蒸发温度确定最佳参数,从而确定再热式有机朗肯循环的最大净功量。

螺杆膨胀机发电机组的实验研究与仿真设计

采用有机介质R152a，建立有机朗肯循环发电机组，并进行螺杆机和发电机之间两种传动比（4：3和2：1）中试实验。在实验基础上，以最大发电功率为目的对系统进行仿真计算。结果表明：试制的螺杆膨胀机等熵效率为55％-57％；机组膨胀功的基础功耗主要由转动部件摩擦和膨胀机泄漏造成的，转动部件的摩擦功耗随着机组传动比增加而升高；仿真模拟发电功率与实验结果偏差基本在2％以内；当热源温度为60℃时，模拟结果显示螺杆膨胀机和发电机的传动比为1．76时，机组的发电功率最大。

基于超临界CO2布雷顿循环的有机朗肯联合循环特性研究

使用ASPEN通用流程系统设计软件,在超临界CO2布雷顿循环(SCO2)和有机朗肯循环(ORC)的循环特性研究的基础上,进一步探究了SCO2-ORC联合循环的影响因素和影响结果。研究表明,联合循环中SCO2透平出口压力、ORC透平入口压力和压气机入口温度对循环系统的热效率均有着重要影响。对比不同工质可以发现,最大效率排序为R22>R32>R125>R134a>R115。此外,通过统计分析发现,在变ORC系统参数和变SCO2系统参数时,联合循环热效率与ORC功率占比分别表现出一次线性关系和二次抛物线关系。为进一步使用和推广SCO2-ORC太阳能光热发电技术提供了理论支持和设计基础。

双压膨胀有机朗肯循环中低温余热发电系统的热力性能

基于热力学第一定律与第二定律分析法,结合动量定理与质量守恒定律构建一种双压膨胀有机朗肯循环(ORC)中低温余热发电系统热力性能的预测模型,研究热源温度、蒸发温度、夹点温差、闪蒸压力、循环倍率、喷射压缩器引射流体在混合室进口的马赫数、工质泵、向心透平及螺杆膨胀机的等熵效率对系统的净输出功率、热效率、余热利用率及?效率等热力性能的影响。结果表明,系统的净输出功率与?效率随着热源温度、蒸发温度、循环倍率及透平等熵效率的增大而升高,但随着夹点温差、闪蒸压力的增大而降低;系统的热效率随着蒸发温度、闪蒸压力及透平等熵效率的增大而升高;系统的余热利用率随着热源温度、循环倍率的增大而升高,但随着蒸发温度、夹点温差、闪蒸压力的增大而降低。当循环倍率k=2时系统的净输出功率、?效率及余热利用率分别比常规单级ORC系统绝对提高了230.9kW、10.1%和17.9%。