(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210996311.2 (22)申请日 2022.08.19 (71)申请人 湘潭大学 地址 411105 湖南省湘潭市雨湖区羊牯塘 街道湘潭大 学 (72)发明人 夏小霞　刘芝鹏　王志奇　孙童　 张华龙　徐泽华　赵亚斌　杨胡娅　 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06F 111/10(2020.01) G06F 119/08(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 一种有机朗肯循环的新型高级 分析计算 方法 (57)摘要 本发明公开了一种新型的高级 分析计算 方法， 适用于任何热力循环 分布特性的计算。 本方法首先根据循环给定参数， 基于热力学第一 定律建立各部件的能量平衡方程， 进行能量分 析； 然后基于热力学第二定律建立各部件和系统 的 平衡方程， 进行传统 分析， 得到各部件和 系统的 损失； 最后构建 损失一级和二级分 解量的计算模型， 进行高级 分析， 得到各部件 和系统的 损失分布特性； 在此基础上， 确定各 部件的改进优先等级和提升系统性能的最关键 部件。 本发明提供了一种物理意义明确、 步骤简 洁明了的高级 分析方法， 该方法能明确 损 失的大小、 位置和来源， 对如何减少各部件和系 统的不可逆损失、 进一步提高可用能的利用效 率， 具有较强的指导 意义。 权利要求书1页 说明书5页 附图2页 CN 115358072 A 2022.11.18 CN 115358072 A 1.一种有机朗肯循环的新型高级 分析计算方法， 其特 征在于， 包括 步骤： 步骤1， 进行能量分析， 根据循环给定参数， 通过调用物性参数， 计算得到各状态点的温 度、 压力、 比焓、 比熵； 基于热力学第一定律， 建立各部件的能量平衡方程， 计算得到各部件 的换热量、 作功、 耗功和循环热效率； 步骤2， 进行传统 分析， 根据能量分析的结果， 计算得到工质和冷热源各状态点的焓 基于热力学第二定律， 建立各部件和系统的 平衡方程， 计算得到各部件和系统在实际 工况下的提供 收益 损失和 效率； 步骤3， 进行高级 分析， 构建其他3类工况(实际 ‑理想工况、 不可避免 ‑实际工况、 不可 避免‑理想工况)的计算模型， 分别计算得到各部件和系统的内部 损失、 不可避免 损失 和内部不可避免 损失， 并根据各分量之 间的关系， 计算 损失的其余分量， 得到各部件和 系统的 分布特性； 步骤4， 根据 各部件的内部可避 免 损失的大小， 得到基于 高级 分析的各部件的改进 优先等级， 并确定提升系统性能的最关键 部件。 2.如权利要求1所述的一种有机朗肯循环的新型高级 分析计算方法， 其特征在于： 步 骤1所述的给定参数包括： 蒸发温度、 冷凝温度、 蒸发器和冷凝器夹点温差、 蒸发器过热度、 冷凝器过冷度、 膨胀机和工质泵的等熵效率、 工质质量流量、 热源和冷源进口温度， 所述的 各部件包括蒸发器、 膨胀机、 冷凝器和工质泵。 3.如权利要求1所述的一种有机朗肯循环的新型高级 分析计算方法， 其特征在于： 步 骤3所述的实际 ‑理想工况， 是指当前部件处于实际状态下运行， 而其余部件处于理想状态 下运行， 计算得到当前部件的实际 损失。 4.如权利要求1所述的一种有机朗肯循环的新型高级 分析计算方法， 其特征在于： 步 骤3所述的不可避免 ‑实际工况， 是指当前部件处于不可避免状态下运行， 而其余部件处于 实际状态下运行。 5.如权利要求1所述的一种有机朗肯循环的新型高级 分析计算方法， 其特征在于： 步 骤3所述的不可避免 ‑理想工况， 是指当前部件处于不可避免状态下运行， 而其余部件处于 理想状态下运行。 6.如权利要求3和5 中所述的一种有机朗肯循环的新型高级 分析计算方法， 其特征在 于： 理想状态是指不存在不可逆损失的状态。 7.如权利要求4和5 中所述的一种有机朗肯循环的新型高级 分析计算方法， 其特征在 于： 不可避免状态是指考虑材料特性、 生产成本与制造加工方法等技术限制， 系统及部件在 现有技术条件下能达 到的最好状态。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115358072 A 2一种有机朗肯循环的新型高级 分析计算方法 技术领域 [0001]本发明涉及一种有机朗肯循环的新型高级 分析计算方法， 适用于任何动力循 环、 制冷循环和热泵循环 分布特性的计算， 属于热力循环的热力性能分析技 术领域。 背景技术 [0002]基于热力学第一定律的能量分析方法， 只从 能量数量的角度对能量分布情 况进行 分析。 而基于热力学第一定律和第二定律的 分析方法， 从能量 的数量和质量两个方面对 能量的利用情况进行分析， [0003]传统 分析方法用于评估热力循环的热力学完善度， 确定不可逆损失的位置、 大 小和来源， 能得到各部件 的 损失和 效率， 但无法揭示部件之间的相互作用和系统提升 的真实潜力。 [0004]高级 分析方法对 损失进行分解， 把 损失分为内部 损失、 外部 损失、 可避 免 损失和不可避免 损失4个一级分解量， 并把两种分解方法进行组合， 进一步得到内部 可避免 损失、 内部不可避免 损失、 外部可避免 损失和外部不可避免 损失4个二级分 解量。 高级 分析方法可以得到各部件 损失的具体组成， 揭示各部件之间的相互作用， 并 确定系统改善的关键 部件， 为提升系统性能提供有益的借鉴和指导。 发明内容 [0005]本发明的目的是提供一种有机朗肯循环的新型高级 分析计算方法， 本方法首先 根据循环给定参数， 基于热力学第一定律建立各部件的能量平衡方程， 进 行能量分析； 然后 基于热力学第二定律建立各部件和系统的 平衡方程， 进行传统 分析， 得到各部件和系 统的 损失； 最后构 建 损失一级和二级分解量的计算模型， 进行高级 分析， 得到各部件 和系统的 损失分布特性； 在此基础上， 确定各部件的改进优先等级和提升系统性能的最 关键部件。 [0006]为达到上述目的， 本发明的技 术方案如下： [0007]一种有机朗肯循环的新型高级 分析计算方法， 具体步骤如下。 [0008]步骤1， 进行能量分析。 具体包括： [0009]根据循环给定参数， 通过MATLAB和REFPROP软件调用物性参数， 计算得到各状态点 的温度、 压力、 比焓和比熵。 [0010]基于热力学第一定律， 建立各部件的能量平衡方程， 计算得到各部件的换热量、 作 功、 耗功和循环热效率。 [0011]各部件的能量平衡方程和循环热效率的计算公式如下： [0012]蒸发器： Qeva＝mORC(h3‑h2)＝mh(hh1‑hh2) [0013]膨胀机： Wtur＝mORC(h3‑h4)＝mORC(h3‑h4s)ηtur [0014]冷凝器： Qcon＝mORC(h4‑h1)＝mw(hw2‑hw1) [0015]工质泵： Wpum＝mORC(h2‑h1)＝mORC(h2s‑h1)/ ηpum说　明　书 1/5 页 3 CN 115358072 A 3