地热驱动有机朗肯-单级压缩制冷系统的热力学分析.pdf

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1、上海理工大学学报第37卷第2期J．UniversityofShanghaiforScienceandTechnologyVo1．37No．22015文章编号：1007—6735(2015)02—0103—07DOI：10．13255／j．cnki．jusst．2015．02．001地热驱动有机朗肯一单级压缩制冷系统的热力学分析武卫东，陈小娇，于文远(上海理工大学能源与动力工程学院，上海200093)摘要：建立了地热驱动有机朗肯一单级压缩制冷系统的热力学模型，根据热力学第一定律和第二定律，以系统性能系数和炯效率作为系统性能的评价指标，研究分别以R245fa

2、，R123，RII4，R141b作为循环工质时，地热流温度(发生温度)、凝汽温度和蒸发温度对系统性能的影响，并筛选出适用于中温地热能驱动的有机朗肯一单机压缩制冷系统最佳工质．计算结果表明，R141b综合性能最佳，根据典型工况下R141b作为循环工质时系统炯损的分布情况，在发生器和冷凝器处进行改进将大大提高系统的=IJ1j效率．关键词：地热能；朗肯循环；蒸汽压缩制冷循环；热力学分析中图分类号：TK513．15文献标志码：AThermodynamicAnalysisofOrganicRankine-Single．．StageVaporCompressionR

3、efrigerationSystemPoweredbyMedium-TemperatureGeothermalEnergyWUWeidong，CHENXiaojiao，YUWenyuan(SchoolofEnergyandPowerEngineering，UniversityofShanghaiforScienceandTechnology，Shanghai200093，China)Abstract：AthermodynamicmodeloforganicRankine—single—stagevaporcompressionrefrigerations

4、ystemwasbuilt．FromthepointofviewofthefirstandsecondlaWSofthermodynamics，theeffectsofgeneratingtemperature，condensingtemperatureandevaporationtemperatureonsystemperformancewerestudiedwhenusingR245fa，R123，Rl14andR141basworkingfluidsrespectively，takingthesystemcoefficientofperforman

5、ceandexergyefficiencyasevaluationcriteria．ThecalculatedresultsshowthatR141biStheoptimalworkingfluid．ThenthedistributionofexergylosswasinvestigatedundertypicalworkingconditionswithR141basworkingfluid．Itisconcludedthatthecondenserofvaporcompressionrefrigerationsystemandtheboilerofo

6、rganicRankinecyclearethekeycomponentstoimprovetheexergyefficiencyofthewholesystem．Keywords：geothermalenergy；Rankinecycle；vaporcompressionrefrigerationcycle；thermodynamicanalysis收稿日期：2015—01—26基金项目：上海市自然科学基金资助项目(14ZR1429000)；上海市人才发展资金资助项目(2010008)第一作者：武卫东(1973一)，男，副教授．研究方向：制冷新技术．E

7、—mail：usstwwd@163．corn104上海理工大学学报2015年第37卷地热能是一种清洁能源，基本上不造成大气污循环和系统示意图如图1所示．P为压力，T为热染，也不会排放温室气体，来源稳定，平均利用系数高力学温度，8为比熵，为比焓．于71％[．地热能储藏量巨大，据IGA(InternationalGeothermalAssociation)E2]报道，地热能的年产能占据了地热能、风能、太阳能和潮汐能这4类新能源总年产能的80％以上，只要开发上限合理，地热田的寿命可达100~300al3j．目前，地热能的开发主要有地热以下两条途径：一是地热发电

8、l4]；二是地热直接利用流(供热、制冷)．有机朗肯循环(ORC)是中温地热能利用