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摘要
交替式热泵热机储能系统在用电低谷期转化弃电,在用电高峰期释能发电。对系统布雷顿循环中气体压缩/膨胀、换热、阻力损失等过程进行计算,得到每个过程前后的热力学参数,使用控制变量法分析各因素对效率的影响。在压缩机/透平效率取值0.85～0.95范围内做效率的热等值线图;工质分别选用氩气、氮气、二氧化碳、氨气和空气;由于熔盐受到熔点和器材使用温度的限制,选用储罐中唯一的温度变量低温导热油温度作为分析对象;最后,对换热器的换热温差/流动阻力两项参数同时进行研究。结果表明,透平/压缩机效率每变化1个百分点,总效率分别变化2.165和1.355个百分点。以二氧化碳为工质的系统总效率可达49.7%。低温导热油温度每下降10℃,总效率提高约1.44个百分点。选择换热器时,第一换热器应在低流动阻力的基础上换热温差尽可能小,第二换热器应在低换热温差的基础上流动阻力尽可能小。第一换热器中,流动阻力每增加1kPa,总效率降低约0.688个百分点,换热温差每增加1K,总效率降低约0.176个百分点;第二换热器中,流动阻力每增加1kPa,总效率降低约0.0767个百分点,换热温差每增加1K,总效率降低约0.189个百分点。通过4种物理参考方案设计,确定方案策略为透平/压缩机之间应优先选用更好的透平,且应首先保障第一换热器的低换热温差和第二换热器的低流动阻力。
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单位上海应用物理研究所; 上海理工大学
