[发明专利]高温热泵和低温发电模拟选型的计算方法

摘要

本发明提供一种高温热泵和低温发电模拟选型的计算方法，步骤：（1）确定循环的热力参数，确定工质的蒸发温度和冷凝温度；（2）循环最佳蒸发温度和最佳冷却水温升根据单位质量的热流体净输出的最大电功来确定；（3）取热水流量为1 kg/s，温度为80～150℃，环境温度为20℃，蒸发器、冷凝器最小传热温差为5℃，蒸发器效率为0.98；（4）预取冷却水温升为5℃，则冷凝温度为30℃；工质和热流体温度对最佳蒸发温度的影响对于湿流体R134a，热流体在80～120℃范围内时，循环存在最佳蒸发温度;当热流体温度高于120℃时，不存在最佳蒸发温度；（5）可得出发电系统净输出电功。有益效果：具有算法简单，通用性好，测量参数少，可以快速计算等诸多优点。

主权项

1.高温热泵和低温发电模拟选型的计算方法，其特征在于：步骤：（1）在已知热源温度和流量的情况下，确定循环的热力参数，确定工质的蒸发温度和冷凝温度；（2）在循环中，蒸发温度决定了系统循环工质的流量以及在涡轮机中的焓降，净输出功存在一个最大值，对应一个最佳蒸发温度，循环最佳蒸发温度和最佳冷却水温升根据单位质量的热流体净输出的最大电功来确定；（3）取热水流量为1 kg /s，温度为80 ～ 150℃，环境温度为20℃，蒸发器、冷凝器最小传热温差为5℃，蒸发器效率为0. 98，涡轮机效率、机械效率、发电机效率、循环泵效率、电动机效率分别为0．78、0．98、0．92、0．6、0．88，热流体泵的效率、扬程及对应的发电机效率分别为0．7、20 m、0．88，冷却水泵的效率、扬程及对应的发电机效率分别为0．75、20 m、0．88；（4）预取冷却水温升为5℃，则冷凝温度为30℃；工质和热流体温度对最佳蒸发温度的影响对于湿流体R134a，热流体在80 ～ 120℃范围内时，循环存在最佳蒸发温度; 当热流体温度高于120℃时，不存在最佳蒸发温度；（5）在确定了循环工质以及最佳蒸发温度和最佳凝结温度以后，可得出ORC 发电系统净输出电功：W净max = m( wT － wP) － w＇P － m″w″P) ( 1)wT = ( h1 － h2s) ηTηMηG( 2)wP = v3( p4 － p3) /( ηPηEM) ( 3)w'P = gH' /( η'Pη'EM) ( 4)w″P = gH″ /( η″Pη″EM) ( 5)m = c'pm( t'1 － t1opt － δt') ηV /r ( 6)m″ = m［h1 － ( h1 － h2s) ηT － h3］/( c″pmΔt″opt) ( 7)Q = m( h1 － h3 － wP) /ηV( 8)η = W净max /Q ( 9)。