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有机朗肯循环-热泵（ORC-HP）联合系统性能分析摘要：内燃机中大部分的尾气余热没有被充分利用，内燃机的热效率还有待提高。
本文提出了一种新型余热有机朗肯循环-热泵系统（Organic Rankine Cycle-Heat Pump，简称ORC-HP），用以回收内燃机尾气余热，提升内燃机的热效率。
以该循环为研究对象，应用MATLAB、REFPROP等商用软件分析运行参数对ORC-HP循环系统、热效率、净输出功的影响。
关键词：内燃机；有机朗肯循环；热效率；净输出功1引言能源是经济和社会发展的基础。
我国进入了高质量发展阶段，需要高质量能源体系的支撑，“能源革命”新战略应运而生。
我国的能源消费结构已有了较大改善，但在某些方面存在问题，主要有能源结构不合理，能源利用率较低等[1]。
未来我国经济持续发展，一次能源生产总量还会继续增加，因此开发新能源和节能减排仍然是极其重要的工作。
由于我国人口数量较大，私家车、公共交通工具等保有量巨大，合理利用尾气余热能够降低能量浪费和改善环境质量。
目前在尾气余热利用方面国内外已取得较为成熟的技术，例如废气涡轮增压技术、涡轮发电技术、温差发电技术、改良燃料技术等[2]。
有机朗肯循环能充分利用尾气余热，发挥有机工质临界温度较低的优势，已在内燃机尾气余热利用获得较为广泛的应用。
2有机朗肯循环模型2.1 ORC-HP循环系统原理由图1可知两循环共用一个蒸发器。
内燃机排出的高温尾气将进入蒸发器有机工质1加热至过饱和状态。
该过饱和蒸汽可分为两部分，一部分进入有机朗肯循环，另一部分进入热泵循环。
对有机朗肯循环来讲，过饱和蒸汽在膨胀机做功后，乏气进入冷凝器，在ORC冷凝器中冷凝至饱和液体状态4，后进入工质泵中。
对热泵循环来讲，过饱和蒸汽进入压缩机中继续压缩，使其温度和压力进一步提高到达状态9，在热泵循环的冷凝器冷凝到饱和液体状态，后进入膨胀阀。
该系统温熵图如图2所示。
图1有机朗肯循环简图图2 ORC-HP温熵图2.2 ORC-HP热力学模型根据图2可以计算ORC-HP系统的性能参数。
分析有机朗肯循环低温余热发电系统综述摘要：余热发电是我国节能发展中的重点节能工程之一，目前在我国工业领域中存在着大量的低温余热资源，但因缺乏一定的利用从而导致能源被分散。
而有机朗肯循环在面对低温余热发电系统时，可有效达到能源再利用、节能减排、美化环境的效果。
在低温余热发电领域中，目前可利用有机朗肯循环模式进行余热发电系统的运行。
其中有机朗肯循环包括膨胀机、冷凝器、低压储液器、工质泵、预热器、蒸发器，以及润滑系统等部分组成。
有机朗肯循环原理为：以低沸点有机物作为工作介质，经预热器、蒸发器加热，吸收了热源的能量，由液体变为高温气体。
进入膨胀机，在转子基元容积内，气体膨胀对外做功，驱动发电机旋转发电。
工质变为低压、低温的气体，再经冷凝器冷凝为液体，通过储液器进入工质泵，经过工质泵加压后，重新回到预热器和蒸发器吸热，如此往复循环。
因为是热力系统的原因，所以膨胀机的轴功率输出、冷凝器负荷、预热器蒸发器负荷会因冷热源条件的变化而变化。
关键词：有机朗肯；循环；低温余热；发电；系统引言：目前随着节能减排工作的不断深入，低温余热资源的利用成为目前节能工作的首选。
根据调查显示，我国低温余热资源非常丰富，特别是在化工、工业领域中存在大量的低温余热，可回收率达到80%以上。
因此，利用有机朗肯循环发电系统对低温余热进行回收，进而充分回收用能设备与化学反应设备中产生的未被回收的低温余热。
有机朗肯循环系统是利用低沸点工质为循环介质，其主要是利用余热、换热器、冷凝器等进行的。
在有机工质进换热器时可吸收热量，进而形成一定的压力与温度的饱和液体状态，在蒸发器再次吸收热量变成饱和气态工质推动膨胀机运行，做工后的有机乏气（工质）返回储液器循环利用，可实现回收低温余热的效果。
由此可见，有机朗肯循环低温余热发电系统在我国有着较强的应用价值。
本文主要分析有机朗肯循环低温余热发电系统的特点，并提出目前利用现状，以供参考。
1.有机朗肯循环低温余热发电系统阐述1.1有机朗肯循环低温余热发电系统的原理有机工质朗肯循环低温余热的发电原理是采用有机工质作为热力循环的工质进行的，通过有机工质对低温余热进行吸收从而产生高压蒸汽，在高压蒸汽下可推动膨胀机带动发电机进行发电[1]。
太阳能有机朗肯循环发电系统分析王振;马洪芳;孟扬;马龙;孙朝栋【摘要】为高效利用太阳能,提出了太阳能平板集热器与有机朗肯循环相结合的发电系统.本文从太阳能低温发电系统的基本原理、工质选择及系统组成部分入手,分析了影响系统循环效率的因素.发现具有较大潜热与显热之比的干性或等熵有机工质适合本发电系统,并且膨胀机和冷凝器对系统循环效率影响较大.采用增加内部热交换器的再热循环、抽汽回热循环可以降低冷凝器的冷凝负荷,选择合适的再热度、抽汽量及抽汽压力可以提高系统循环效率.【期刊名称】《节能技术》【年(卷),期】2014(032)005【总页数】7页(P397-403)【关键词】太阳能;有机朗肯循环;工质;再热循环;抽汽回热【作者】王振;马洪芳;孟扬;马龙;孙朝栋【作者单位】山东建筑大学机电工程学院,山东济南 250101;山东建筑大学机电工程学院,山东济南 250101;山东建筑大学热能工程学院,山东济南250101;山东建筑大学机电工程学院,山东济南 250101;山东建筑大学机电工程学院,山东济南250101【正文语种】中文【中图分类】TM615将低品位的太阳能转化为高品质的电能是太阳能利用的优先方向。
主要手段为光伏发电和光热发电[1]。
当前光伏发电主要依靠高纯度的硅晶片，光电转化效率较低，发电成本高，影响了其大规模的普及。
与光伏发电相比，光热发电在经济性能、技术及环保等方面均有很大优势。
结合太阳能分散性强、品位低、适合得到中低温热能的特点，有机朗肯循环(organic Rankine cycle，简称 ORC)在中低温领域热力循环性能表现优越，将ORC与太阳能集热器相结合，提出太阳能低温有机朗肯循环发电系统[2]。
太阳能低温ORC发电系统采用低沸点有机工质，通过换热器间壁换热汽化，产生高温高压蒸汽，推动动力机械做功，进而带动发电机发电。
其优点是发电量可以随充入的循环工质种类和流量等进行调节，并且单机发电量小，整体设备尺寸小，结构简单，成本较低。
超临界CO_(2)-有机朗肯联合循环的多目标优化
侯胜亚;杨其国
【期刊名称】《动力工程学报》
【年(卷),期】2024(44)4
【摘要】采用复合型超临界二氧化碳-有机朗肯联合循环来回收燃气轮机的余热,建立了热力学以及[火用]经济性模型,探究了关键参数对联合循环系统性能的影响规律,从热力学性能、空间紧凑性、[火用]经济性能等方面对联合循环系统进行了研究,并对联合循环进行了多目标优化。
结果表明:在最优状态下复合型超临界二氧化碳再压缩-有机朗肯联合循环的效率为54.56%,比燃-蒸联合循环提高了4.2%,其单位输出功率所需换热面积为0.1178m^(2)/kW,比燃-蒸联合循环降低了21.41%。
【总页数】7页(P658-664)
【作者】侯胜亚;杨其国
【作者单位】上海理工大学能源与动力工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TK221
【相关文献】
1.变透平效率有机朗肯循环工质筛选及多目标优化
2.基于超临界CO2布雷顿循环的有机朗肯联合循环特性研究
3.基于压缩机级间余热利用的有机朗肯循环发电系统综合性分析及多目标优化
4.基于平衡和非平衡权重算法的柴油机有机朗肯循环多目标优化
5.中温有机朗肯循环多目标优化及工质筛选
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车用柴油机-有机朗肯循环联合系统的设计及分析杨凯;张红光;宋松松;贝晨;常莹;王宏进【期刊名称】《内燃机工程》【年(卷),期】2016(037)003【摘要】针对一台车用柴油机全工况范围内排气能量的变化规律,设计了一套有机朗肯循环(organic Rankine cycle,ORC)余热回收系统,进而与车用柴油机耦合形成了车用柴油机-有机朗肯循环联合系统.ORC余热回收系统采用非共沸混合工质R416A,以高效回收柴油机的排气能量.采用螺杆膨胀机作为有机朗肯循环系统的动力输出部件,通过试验测试确定螺杆膨胀机的最优工况点(进气压力1.7 MPa、膨胀比8、等熵效率0.65),进而设定有机朗肯循环系统的最优运行参数.研究结果表明:加装有机朗肯循环系统后,与原柴油机相比,车用柴油机-有机朗肯循环联合系统的输出功率最大提升了30.6 kW,热效率最大提升了10.99％,余热回收效率最高可达10.61％,有效燃油消耗率最大降低了35 g/(kW·h).【总页数】6页(P117-122)【作者】杨凯;张红光;宋松松;贝晨;常莹;王宏进【作者单位】北京工业大学环境与能源工程学院,北京100124;北京工业大学环境与能源工程学院,北京100124;北京工业大学环境与能源工程学院,北京100124;承德石油高等专科学校汽车工程系,承德067000;北京工业大学环境与能源工程学院,北京100124;北京工业大学环境与能源工程学院,北京100124;北京工业大学环境与能源工程学院,北京100124【正文语种】中文【中图分类】TK406【相关文献】1.有机朗肯循环(ORC)膨胀发电机组设计分析 [J], 孙好雷2.基于有机朗肯循环的车用柴油机排气余热回收系统性能分析 [J], 杨富斌;董小瑞;王震;杨凯;张健;张红光3.车用柴油机余热回收有机朗肯循环系统方案热经济性对比分析 [J], 柴俊霖;田瑞;杨富斌;张红光4.基于流程模拟的固体氧化物燃料电池-燃气轮机-有机朗肯循环联合系统的优化分析 [J], 刘浩仑;张诗琪;吴国策;刘美丽;徐立平;赵英汝5.车用柴油机变工况下双有机朗肯循环系统的性能分析 [J], 董小瑞;杨富斌;张红光;王震;杨凯;张健因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
