基于亚临界有机朗肯循环的热泵储电系统性能实验研究OA北大核心CSTPCD

基于亚临界有机朗肯循环的热泵储电系统(pumped thermal electricity storage,PTES)通过热泵循环、蓄/释热过程和有机朗肯循环发电(organic rankine cycle, ORC)过程实现储电过程,该系统运行温区较低且可利用低温热源提高系统循环储电效率。为进一步研究基于亚临界有机朗肯循环的热泵储电系统充/放电动态性能,本工作搭建了该系统实验平台,进行了80℃和90℃热源工况下的充/放电全周期实验研究和性能分析。结果表明:当低温热源温度从80℃升高到90℃时,系统循环储电效率从21.8%提高到46.1%,提高低温热源温度能显著提升循环储电效率;由于储/释热过程的非稳态传热特性,系统充/放电周期内运行参数随时间变化,在90℃热源工况下,充电过程的时间为3120 s,热泵循环平均COP为6.27,压缩机功率从1.3 kW增长到3.7 kW;放电时间为980 s,净放电功率从5.3 kW降低到1.8 kW,有机朗肯循环效率平均为8%;在80℃热源工况下,充电过程的时间为6480 s,热泵循环平均COP为5.44,压缩机功率从1.6 kW增长到3.6 kW;放电时间为1080 s,净放电功率从4.7 kW降低到2.8 kW,有机朗肯循环效率平均为7.9%。