Multi-objective optimization analysis of combined heating and cooling transcritical CO2 system integrated with mechanical subcooling utilizing hydrocarbon mixture based on machine learning

过冷 工艺工程 跨临界循环 材料科学 碳氢化合物 热力学 喷油器 环境科学 机械工程 石油工程 热交换器 传热 化学 工程类 有机化学 热泵 物理
作者
Baomin Dai,Qilong Wang,Shengchun Liu,Jianing Zhang,Yabo Wang,Ziang Kong,Yue Chen,Dabiao Wang
出处
期刊:Energy Conversion and Management [Elsevier BV]
卷期号:301: 118057-118057 被引量:7
标识
DOI:10.1016/j.enconman.2023.118057
摘要

To meet the simultaneous needs of high temperature disinfection and freezing in the field of food processing, a new concept of combined heating and cooling transcritical CO2 system integrated with dedicated mechanical subcooling utilizing hydrocarbon mixture is proposed. The system performance in terms of thermodynamics, economy and environment is studied and compared with the baseline combined heating and cooling transcritical CO2 system and four traditional combined heating and cooling solutions, considering the influence of temperature glide and the heat transfer deterioration. The new proposed system is further optimized by using the machine learning method of artificial neural network and non-dominated sorting genetic algorithm. Multi-objective optimization is conducted considering the objective function of energy efficiency, initial capital cost and life cycle carbon emissions of the new system, to obtain the optimum components and concentration ratio of the hydrocarbon mixture. The results indicate the thermodynamic performance and environmental benefits of subcooling subsystem with hydrocarbon mixture are better than those of the pure system. In contrast to that using pure R290 and R601, the coefficient of performance is enhanced by 8.20 % and 8.13 % and the life cycle carbon emission is reduced by 8.54 % and 9.31 %, respectively, when R290/R601 (50/50) is used. However, the initial capital cost is 9.25 % and 10.23 % higher than that of pure R290 and R601, respectively. Finally, the hydrocarbon mixture corresponding to the optimal design point is R1270/R601a (53/47), the corresponding discharge pressure is 12.86 MPa, and the subcooling degree is 37.50 °C. This study can provide a theoretical reference for the application of CO2 refrigeration and heat pump technology.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
还行吧完成签到 ,获得积分10
4秒前
体贴凌寒完成签到 ,获得积分10
7秒前
Wolfram完成签到 ,获得积分10
9秒前
猩猩发布了新的文献求助20
9秒前
水冰完成签到 ,获得积分10
10秒前
i2stay完成签到,获得积分0
11秒前
gfsuen完成签到 ,获得积分10
13秒前
dery完成签到 ,获得积分10
16秒前
研友_闾丘枫完成签到,获得积分10
17秒前
geo_xl完成签到 ,获得积分10
18秒前
21秒前
吴老师完成签到 ,获得积分10
23秒前
chen完成签到,获得积分10
25秒前
dde发布了新的文献求助10
26秒前
吃了就会胖完成签到 ,获得积分10
26秒前
甘川完成签到 ,获得积分10
29秒前
colin完成签到 ,获得积分10
31秒前
jeery完成签到 ,获得积分10
33秒前
fxy完成签到 ,获得积分10
39秒前
41秒前
杨柳发布了新的文献求助10
47秒前
深情安青应助xuxu213采纳,获得10
48秒前
赘婿应助xuxu213采纳,获得10
56秒前
Ha完成签到,获得积分10
58秒前
冷艳的太君完成签到 ,获得积分10
1分钟前
橙子橙完成签到,获得积分10
1分钟前
风中星月完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
Zhy完成签到,获得积分10
1分钟前
A12345678完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
原子超人完成签到,获得积分10
1分钟前
1分钟前
Somui完成签到 ,获得积分10
1分钟前
ZZzz完成签到 ,获得积分10
1分钟前
垚垚应助TianBa123采纳,获得20
1分钟前
纪正业发布了新的文献求助10
1分钟前
小呵点完成签到 ,获得积分10
1分钟前
想要发文章完成签到 ,获得积分10
1分钟前
藏锋守拙123完成签到,获得积分10
1分钟前
高分求助中
Markov Chain Monte Carlo 10000
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Common Foundations of American and East Asian Modernisation: From Alexander Hamilton to Junichero Koizumi 5000
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 610
政治传播过程中的外交与说服——以中苏友好协会为例的历史考察 566
Discerning Saints: Moralization of Intrinsic Motivation and Selective Prosociality at Work 500
Handbuch Trainingswissenschaft – Trainingslehre 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7579416
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9158916
关于积分的说明 19593111
捐赠科研通 7162168
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3265687
关于科研通互助平台的介绍 2430687
邀请新用户注册赠送积分活动 2256497