集成余热回收的储冷型卡诺电池系统热力学性能

冯军胜; 滕茹冰; 何雨琪; 赵亮; 董辉; 李明明

doi:10.14186/j.cnki.1671-6620.2026.059

材料与冶金学报 ›› 2026, Vol. 25 ›› Issue (5) : 476 -484+493. DOI: 10.14186/j.cnki.1671-6620.2026.059

集成余热回收的储冷型卡诺电池系统热力学性能

冯军胜, 滕茹冰, 何雨琪, 赵亮, 董辉, 李明明

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摘要

通过构建集成余热回收的储冷型卡诺电池（CB）系统热力学模型，研究了不同蒸汽压缩制冷（VCR）循环工质下系统热力学参数对往返效率(η_rt)、总㶲损(E_tot)和㶲效率(η_ex)的影响，并开展系统热力学性能的敏感性分析.结果表明：对于给定的VCR工质，随着VCR冷凝温度(T_{con, VCR})和有机朗肯循环（ORC）冷凝温度(T_{con, ORC})的升高，系统η_rt和η_ex逐渐减小，而E_tot逐渐增大；VCR过冷度(T_{sc, VCR})和ORC蒸发温度(T_{eva, ORC})越高，系统η_rt和η_ex越大，而E_tot越小；T_{con, VCR}每升高1 K,系统η_rt和η_ex分别平均减小3.55和0.54个百分点，而T_{eva, ORC}每升高1 K,系统η_rt和η_ex分别平均增加0.9%和0.16%;在相同的系统热力学参数条件下，以R600作为VCR工质的系统热力学性能最好；T_{con, VCR}对系统η_rt和η_ex的敏感度最高，而T_{eva, ORC}对系统E_tot的敏感度最高，T_{sc, VCR}对系统热力学性能的敏感度最小；对于储冷型CB系统，提高系统η_rt和η_ex应优先考虑降低T_{con, VCR},此时系统E_tot的下降幅度也较大.上述研究结果可为储冷型卡诺电池系统设计和运行提供理论支撑.