过程工程学报 ›› 2026, Vol. 26 ›› Issue (6): 611-620.DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.225252
冯军胜1,2, 王璐1, 何雨琪1, 赵亮3, 董辉3*
Junsheng FENG1,2, Lu WANG1, Yuqi HE1, Liang ZHAO3, Hui DONG3*
摘要: 本工作耦合带闪蒸的双级压缩热泵(HP)和有机朗肯循环(ORC)构建新型卡诺电池储能系统,并以钢铁行业低温烧结冷却烟气余热为系统热源,建立新型储能系统热力学计算模型,深入探究不同HP工质和关键运行参数下系统往返效率、总?损失和?效率的变化规律,并给出系统最优运行参数下不同HP工质的热力学性能,以及系统各个部件?损失情况。研究结果表明,当HP工质一定时,HP冷凝温度越低,ORC蒸发温度越高,系统往返效率和?效率越大,而系统总?损失越小。随着闪蒸温度升高,系统往返效率和?效率先增加后减小,而系统总?损失先减小后增大。在最佳工况下,R1234ze(Z)作为HP工质的系统热力学性能最好,其系统往返效率、总?损失和?效率分别为64.19%, 1454.3 kW和34.97%。其中,HP蒸发器内产生的?损最高,相对?损率达到24.25%,其次是ORC蒸发器内不可逆损失,相对?损率达到20.19%,最小的是ORC工质泵内不可逆损失,相对?损率仅为0.21%。