基于有机工质及CO_(2)的跨临界动力循环研究进展

跨临界动力循环是一种将热能转化为机械能的热力系统,因其在中低温热能转换中循环效率高、经济性好等优势受众多学者关注。现有文献多针对跨临界动力循环的特定应用展开综述,鲜有关于循环结构、仿真模型及循环工质的一般性论述。以跨临界动力循环为主线,首先回顾已有的跨临界动力循环结构,介绍循环的热力学模型(稳态模型、动态模型)及经济性模型(系统成本模型、㶲经济模型),然后根据不同的循环工质(有机工质、CO_(2)和CO_(2)混合工质)重点阐述国内外跨临界动力循环的理论研究进展,最后简述近年来跨临界动力循环的试验研究现状。循环形式的构建将朝着与人工智能结合的方向发展,CO_(2)混合工质或将成为研究热点,同时亟需加大循环部件的研发及系统试验研究。

基于数据中心余热的CO_(2)热泵储能系统构建及性能分析

针对数据中心散热量大、制冷能耗高、碳减排压力大的难点,设计了CO_(2)热泵储能系统。该系统采用CO_(2)热泵提取数据中心余热,并产出生活热水,同时利用热泵压缩机出口的CO_(2)进一步存储电能,以便在用电高峰期为数据中心提供电力。为了得到系统性能,建立了相应的热力学仿真模型,并分析了等熵效率、换热窄点温差、压降损失及储能时长对系统性能的影响。在数据中心制冷量5000 kW的设计工况下,该系统可为数据中心提供冷量5000 kW,发电500 kW×6 h,可提供热水940.33 t,相应的储能效率及热泵制冷系数分别为58.62%、6.21。此外,等熵效率越高,换热窄点温差及压降损失越小,则系统性能越好,而储能时长对储能效率无影响。

基于热源耦合ORC-ANN模型的循环性能预测及工质优选

基于已建立的有机朗肯循环(ORC)-人工神经网络(ANN)模型,将其与热源进行耦合,从而在不同烟气工况下对ORC进行循环性能预测及工质优选。为了分析与热源耦合的ORC-ANN模型精度,基于初选的10种工质,比较了该模型与REFPROP软件对基本ORC和回热ORC的计算结果,比较结果表明:该ORC-ANN模型对大部分循环参数的平均相对偏差都小于5%。在此基础上,针对不同烟气热源温度(523.15,488.15和453.15 K),以最大净输出功为目标,分别优化循环的蒸发温度,优化结果显示:3种热源温度对应的最佳工质分别为R1336mzz(Z),R600a和R236fa。