联合热驱动布朗热泵循环的建模与性能分析

作者：齐丛正; 丁**; 陈林根^*; 戈延林; 冯辉君

来源：中国科学 技术科学, 2021, 51(12): 1519-1529.

• 有限时间热力学
• 热驱动布朗热泵循环
• 联合热驱动布朗热泵循环
• 供热率
• 供热系数

基于有限时间热力学理论,本文建立了具有中间热源的两级联合热驱动布朗热泵循环模型.该循环模型由两个热驱动布朗热泵串联组成.两热泵工作在温度恒定的三个热源间,热源与热泵间存在有限速率的传热过程.考虑热源与热泵间的传热损失,导出了系统的供热率和供热系数解析式,通过数值计算分析了设计参数对联合布朗热泵循环性能的影响.结果表明供热率随势垒高度单调递减,随外力和势垒不对称度单调增加.供热系数关于势垒高度、势垒不对称度和外力都有最大值.当顶部和底部热源温度一定时,中间热源温度与顶部热源温度越接近,供热率和供热系数越大.比较了工作在相同温度热源下单级布朗热泵循环与联合布朗热泵循环的性能,结果表明联合热泵循环的供热率更大,但是供热系数会相对减小.

• 单位
  武汉工程大学; 中国人民解放军海军工程大学; 机电工程学院