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Parametric analysis of a dual loop Organic Rankine Cycle (ORC) system for engine waste heat recovery

机译：用于发动机余热回收的双回路有机朗肯循环（ORC）系统的参数分析

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This paper presents a dual loop Organic Rankine Cycle (ORC) system consisting of a high temperature (HT) loop and a low temperature (LT) loop for engine waste heat recovery. The HT loop recovers the waste heat of the engine exhaust gas, and the LT loop recovers that of the jacket cooling water in addition to the residual heat of the HT loop. The two loops are coupled via a shared heat exchanger, which means that the condenser of the HT loop is the evaporator of the LT loop as well. Cyclohexane, benzene and toluene are selected as the working fluids of the HT loop. Different condensation temperatures of the HT loop are set to maintain the condensation pressure slightly higher than the atmosphere pressure. R123, R236fa and R245fa are chosen for the LT loop. Parametric analysis is conducted to evaluate the influence of the HT loop condensation temperature and the residual heat load on the LT loop. The simulation results reveal that under different condensation conditions of the HT loop, the pinch point of the LT loop appears at different location, resulting in different evaporation temperatures and other thermal parameters. With cyclohexane for the HT loop and R245fa for the LT loop, the maximum net power output of the dual loop ORC system reaches 111.2 kW. Since the original power output of the engine is 996 kW, the additional power generated by the dual loop ORC system can increase the engine power by 11.2%. (C) 2015 Elsevier Ltd. All rights reserved.
机译：本文提出了一个双回路有机朗肯循环（ORC）系统，该系统由高温（HT）回路和低温（LT）回路组成，用于发动机余热的回收。 HT回路回收发动机废气的废热，而LT回路除HT回路的余热外，还回收夹套冷却水的废热。这两个回路通过一个共享的热交换器相连，这意味着HT回路的冷凝器也是LT回路的蒸发器。选择环己烷，苯和甲苯作为HT回路的工作流体。设置HT回路的不同冷凝温度以保持冷凝压力略高于大气压。对于LT环路，选择R123，R236fa和R245fa。进行参数分析以评估HT回路冷凝温度和残余热负荷对LT回路的影响。仿真结果表明，在HT回路的不同冷凝条件下，LT回路的收缩点出现在不同的位置，从而导致不同的蒸发温度和其他热参数。对于HT回路使用环己烷，LT回路使用R245fa，双回路ORC系统的最大净功率输出达到111.2 kW。由于发动机的原始功率输出为996 kW，因此双回路ORC系统产生的额外功率可使发动机功率提高11.2％。 （C）2015 Elsevier Ltd.保留所有权利。

著录项

  • 来源
    《Energy Conversion & Management》 |2015年第11期|995-1005|共11页
  • 作者

    Song Jian; Gu Chun-wei;

  • 作者单位

    Tsinghua Univ, Dept Thermal Engn, Minist Educ, Key Lab Thermal Sci & Power Engn, Beijing 100084, Peoples R China;

    Tsinghua Univ, Dept Thermal Engn, Minist Educ, Key Lab Thermal Sci & Power Engn, Beijing 100084, Peoples R China;

  • 收录信息 美国《科学引文索引》(SCI);美国《工程索引》(EI);
  • 原文格式 PDF
  • 正文语种 eng
  • 中图分类
  • 关键词

    ORC; Dual loop system; Pinch point location; Engine waste heat recovery;

    机译：ORC;双回路系统;夹点位置;发​​动机余热回收;

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