上海交通大学Wang, Ruzhu：何时以及如何使用梯级高温热泵——其多标准评估
论论资讯 ｜ 2024-04-29 ｜
88热度
Energy Conversion and Management
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When and how to use cascade high temperature heat pump—Its multi-criteria evaluation
Dong Y.; Wang R.
Published：2024-06-01
DOI：10.1016/j.enconman.2024.118435
研究背景
当谈到高温热泵时，我们常常会遇到一个问题：在热源和热供应之间存在显著的温差时，如何选择最佳的热泵配置？这个问题涉及到如何利用易获得的超低品位废热，并为高热需求的应用提供热量。然而，并非在所有工作条件下都适用，尤其是考虑到各种标准时，就需要进行量化确定级联高温热泵（CHTHP）的竞争工作温度范围，并优选其工作流体对。这正是这项研究的关键点。
研究内容
这项研究主要比较了4种热泵配置和289组工作流体对。确定竞争工作温度范围的标准包括性能系数（COP）、成本、等熵效率和总等效温室增温影响。此外，在评估工作流体时还涉及安全水平和排放温度。结果显示，当温度升高超过70°C时，级联配置是最佳选择。随着温度升高的减少，最佳配置可能依次是两级、单级注入、单级。与R1234ze(E)、R1234ze(Z)、R1224yd(Z)、R1233zd(E)、R1336mzz(Z)搭配的工作流体对在不同工作条件下展现出很好的折衷，成为理想的选择。随着运行时间的增加，最佳配置和工作流体向具有更高COP的方向转变。最后，演示了评估方法的合理性，表明综合加权增强了决策的稳定性，而最小-最大归一化提高了各标准之间的可比性。总之，这项工作为高效、具有成本效益、环保和安全使用CHTHP提供了指导。
研究意义
这项研究的创新之处在于通过多标准评估了级联高温热泵的最佳使用方式，为选择最佳工作温度范围和工作流体对提供了定量依据。这有助于提高能源利用效率，降低成本，减少环境影响，并确保安全性。这项研究为我们提供了在实践中更有效地利用高温热泵的方法，为未来的能源利用提供了有益的指导。
希望这篇文章能帮助你更好地了解级联高温热泵的研究内容和意义！
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