[发明专利]一种多目标循环性能优化筛选混合工质的方法

权利要求书

1.一种多目标循环性能优化筛选混合工质的方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)建立工质循环流程模型；

(2)计算热力循环的热力过程参数及性能指标；

(3)基于现有工质物性计算软件的预留接口，直接调用工质物性进行理论循环计算；

(4)建立目标函数及约束条件的函数关系式；

(5)最优解求解过程；通过计算程序自动对各配比下混合工质的循环进行依次计算并对比结果，最终可获得给定工况条件及混合工质成分下的最佳工质配比及各目标函数值。

2.根据权利要求1所述多目标循环性能优化筛选混合工质的方法，其特征在于，所述步骤(1)在热泵理论循环计算过程中需进行如下假设：

a.忽略系统与环境之间的散热损失；

b.节流过程视为等焓过程，即h₃＝h₄；

c在蒸发器及冷凝器内发生的蒸发过程及冷凝过程均视为等压过程；

d.考虑到非共沸混合工质存在温度滑移，计算时，混合工质的蒸发温度和冷凝温度分别为蒸发压力和冷凝压力下泡点温度和露点温度的平均值。

3.根据权利要求1所述多目标循环性能优化筛选混合工质的方法，其特征在于，所述步骤(2)是以各状态点的热力学性质来表达热力循环过程，实现定性分析到定量计算的转换；无论是制冷\热泵循环还是有机朗肯循环，其所经历的过程均为状态函数，即只考虑初终状态，不考虑中间变化的过程；因此，热力循环各过程参数均可表达为各过程初终状态点热力学性质的关系式，热力循环性能参数则可表达为含多个过程参数的关系式。

4.根据权利要求3所述多目标循环性能优化筛选混合工质的方法，其特征在于，其在热泵循环中的多个过程参数关系式为：

吸热过程中单位质量吸热量：q₀＝h₁-h₄kJ/kg (1)

放热过程中单位质量制热量：q_k＝h₂-h₃kJ/kg (2)

单位容积制热量：q_v＝(h₂-h₃)/v₂kJ/m³ (3)

压缩过程中考虑等熵效率压缩机出口处焓：

单位容积功：w_v＝(h₂-h₁)/v₁kJ/m³ (5)

压缩比：ε＝P₂/P₁ (6)

排气温度：T₂ (7)

节流过程中h3＝h4 (8)

理论循环性能参数：COP＝q_V/w_v＝(h₂-h₃)/(h₂-h₁)kJ/kg (9)

式中h1、h2、h2s、h3及h4分别为图1中1、2、2s、3及4点的焓值，kJ/kg；v₁为压缩机的吸气比容，m3/kg；v₂为压缩机的排气比容，m3/kg；η_s为等熵效率；P₁和P₂分别为蒸发压力及冷凝压力，MPa。