CN119496171A 一种耦合不间断低温热源的卡诺电池系统及其集成优化方法 （西安交通大学）

一种耦合不间断低温热源的卡诺电池系统本发明公开了一种耦合不间断低温热源的将不间断低温热源模块的余热提升为高品位的同运行工况下的最优充放电循环工质组合以及2热能入口分别与不间断低温热源模块(1)的余热出口连接，高温热泵系统的电能入口与可断低温热源模块(1)的热量输入到热泵蒸发器(2)中，使热泵蒸发器(2)中的循环工质吸热可再生能源发电模块(14)的电能出口连接，通过压缩机(4)消纳可再生能源模块(14)产生的电能对循环工质进行升温升压；压缩机(4)的出口与热泵冷凝器(5)的高温侧入口连接，(6)与热泵蒸发器(2)的低温侧入口连接，热泵蒸发器(2)的低温侧出口与不间断低温热源温储热罐(8)的出口与热泵冷凝器(5)的低温侧入口连接，热泵冷凝器(5)的低温侧出口与流经热机蒸发器(9)进入低温储热罐(8)中，与热机蒸发器(9)中的动力循环工质进行换热3的电能输送到电网(15)中；透平膨胀机(10)的出口与热机冷凝器(11)的高温侧入口对膨胀后的工质乏气进行冷却；热机冷凝器(11)的高温侧出口与工质泵(12)的入口连接，工质泵(12)的出口与预热器(13)的低温侧入口连接，不间断低温热源模块(1)的余热出口与预热器(13)的高温侧入口连接，预热器(13)的高温侧出口与不间断低温热源模块(1)的5.根据权利要求1_4任一项所述的一种耦合不间断低温热源的卡诺电池系统，其特征所述储热系统中的储热介质采用加压水或者导热油，高温储热罐(7)的储热温度在110_140℃,低温储热罐(8)的储热温度低于100℃且稍高于不间断低温热源的温度。热泵系统的压缩机(4)采用螺杆式压缩机或离心式压缩机，动力循环系统的透平膨胀机机工质与二氧化碳的混合工质且二氧化碳的质量混合比较高使得循环高压压力超过8.一种耦合不间断低温热源的卡诺电池系统的集成步骤2：将步骤1的工质选择因子与系统运行参数同时输所述系统运行参数包括高温储热罐(7)的高温储热温度、低温储热罐(8步骤3：以步骤2得到的热经济性评价指标作为优化的49.根据权利要求8所述的一种耦合不间断低温热源的卡诺电池系统的集成优化方法，通过分段函数的方法，将离散的有机工质种类转换成连续的可优10.根据权利要求8所述的一种耦合不间断低温热源的卡诺电池系统的集成优化方法，为高温储热罐7的高温储热温度,TCST为低温储热罐8的低温储热温度，PPTDX6为卡诺5[0003]公告号为CN117346581A的中国发明专利申请提出了一种基于卡诺电池的废热利[0004]公告号为CN118599500A的中国发明专利申请提出了一种应用于低温余热型卡诺获得适合不同运行工况下的最优充放电循环工质组合以分别与不间断低温热源模块1的余热出口连接，高温热泵系统的电能入口与可再生能源发6所述不间断低温热源模块1的余热出口与热泵蒸发器2的低温侧入口连接，热泵蒸发器2的侧出口通过节流阀6与热泵蒸发器2的低温侧入口连接，热泵蒸发器2的低温侧出口与不间与高温储热罐7入口连接，储热介质从低温储热罐8流经热泵冷凝器5进入高温储热罐7中，与热泵冷凝器5中的高温热泵循环工质进行换热升温，并将升温后的储热介质储存到高温高温侧出口与不间断低温热源模块1的余热入口连接，预热器13的低温侧出口与热机蒸发器9的低温侧入口连接；将经热机冷凝器11降温的动力循环工质通过工质泵12压缩升压后7[0012]所述高温热泵系统与动力循环系统中的循环工质均为六种低全球变暖潜值的有机工质中的一种或者六种低全球变暖潜值的有机工质中的一种与二氧化碳形成的混合工[0013]所述储热系统中的储热介质采用加压水或者导热油，高温储热罐7的储热温度在110_140℃,低温储热罐8的储热温度低于100℃且稍高于不间断低温热源的温度。[0014]高温热泵系统的压缩机4采用螺杆式压缩机或离心式压缩机，动力循环系统的透8HST为高温储热罐7的高温储热温度,TCST为低温储热罐8的低温储热温度，PPTD×6为卡[0031]2、本发明提出的卡诺电池系统在高温热泵系统中采用回热器进一步提高了高温[0032]3、本发明提出的卡诺电池系统采用低全球变暖潜值的有机工质与二氧化碳作为获得适合不同运行工况下的最优充放电循环工质组合以[0039]图3为本发明提出的卡诺电池系统集成优化方法与传统枚举法的帕累托前沿对比9的热能入口分别与不间断低温热源模块1的余热出口连接，高温热泵系统的电能入口与可热器3的低温侧出口与压缩机4的入口连接，压缩机4的电能入口与可再生能源发电模块14的电能出口连接，通过压缩机4消纳可再生能源模块14产生的电能对循环工质进行升温升回热器3的高温侧入口连接，通过回热器3与热泵蒸发器2低温侧出口的循环工质进行换热热源被循环工质吸热降温后输入不间断低温热源模块1与高温储热罐7入口连接，储热介质从低温储热罐8流经热泵冷凝器5进入高温储热罐7中，与热泵冷凝器5中的高温热泵循环工质进行换热升温，并将升温后的储热介质储存到高温13的高温侧出口与不间断低温热源模块1的余热入口连接，预热器13的低温侧出口与热机蒸发器9的低温侧入口连接；将经热机冷凝器11降温的动力循环工质通过工质泵12压缩升[0047]所述高温热泵系统为六种低全球变暖潜值的有机工质中的一种或者六种低全球质为六种低全球变暖潜值的有机工质中的一种或者六种低全球变暖潜值的有机工质中的油，高温储热罐7的储热温度在110_140℃,低温储热罐8的储热温度低于100℃且稍高于不[0048]根据系统的功率与运行压力选择系统的设备：高温热泵系统的压缩机4根据容量采用螺杆式压缩机或离心式压缩机，动力循环系统的透平膨胀机10采用轴流式透平膨胀预热器13根据运行压力采用板式换热器或印刷电路板式换热器，当采用单一的有机工质[0059]首先将步骤1的工质选择因子、系统运行参数以及边界条件输入至卡诺电池系统[0062]最后根据高温热泵系