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发动机尾气温度对系统运行性能的影响
根据3.1-3.3热力计算模型，采用Matlab编程调用Refprop 9.0循环工质物性参数。本文工作主要针对115 ℃～250 ℃温度范围内的发动机尾气对系统运行性能的影响，在该温度范围内，以5 ℃为间隔共取28个发动机尾气温度，在冷凝温度分别为40 ℃、50 ℃、60 ℃条件下，TORC系统膨胀机做功大小、TORC系统热效率、制冷系统制冷量大小、TORC-制冷循环系统热效率大小随发动机尾气温度变化情况如图3～图6所示。
3.1 TORC系统膨胀机做功
TORC系统膨胀机做功随发动机尾气温度升高呈现先升高后下降的趋势，且随着冷凝温度的升高，膨胀机做功呈下降趋势；不同冷凝温度条件下存在一佳尾气温度，使得对应的TORC系统膨胀机做功达到大值。当尾气温度约为140 ℃时，TORC系统膨胀机做功达到大值：当冷凝温度为40 ℃时，TORC系统膨胀机做功大达10.20 kW；当冷凝温度为60 ℃时，系统膨胀机做功大值约为7.24 kW，较冷凝温度为40 ℃时的膨胀机做功下降约29.02%。
图3 不同冷凝温度下TORC系统膨胀机做功随尾气温度变化情况
3.2 TORC系统热效率
随尾气温度变化情况TORC系统热效率随发动机尾气温度升高呈现先升高后下降的趋势，且随着冷凝温度的升高，TORC系统热效率逐渐降低；不同冷凝温度条件下存在一佳尾气温度，使得对应的TORC系统热效率达到大值。当尾气温度约为165 ℃时，TORC系统热效率达大值：当冷凝温度为40 ℃时，TORC系统热效率大达9.49%；当冷凝温度为60 ℃时，系统热效率大值约为6.38%，较冷凝温度为40 ℃时的TORC系统热效率下降约32.78%。
图4 不同冷凝温度下TORC系统热效率
3.3 TORC-制冷循环系统制冷量
随尾气温度变化情况TORC-制冷循环系统中制冷系统制冷量随发动机尾气温度升高呈现先升高后下降的趋势，且随着冷凝温度的升高，系统制冷量逐渐降低；不同冷凝温度条件下存在一佳尾气温度，使得对应的制冷系统制冷量达到大值。当尾气温度约为165 ℃时，制冷循环系统制冷量达到大值：当冷凝温度为40 ℃时，系统制冷量大达18.36 kW；当冷凝温度为60 ℃时，系统制冷量大值约为8.47 kW，较冷凝温度为40 ℃时的系统制冷量下降约53.87%。
图5 不同冷凝温度下制冷系统制冷量
3.4 TORC-制冷循环系统热效率
随尾气温度变化情况TORC-制冷循环系统热效率随尾气温度升高呈现先升高后下降的趋势，且随着冷凝温度的升高，系统热效率逐渐降低；不同冷凝温度条件下存在一尾气温度，使得对应的系统热效率达到值。当尾气温度约为165 ℃时，TORC-制冷循环系统热效率达到大值：当冷凝温度为40 ℃时，系统热效率大达19.12%；当冷凝温度为60 ℃时，系统热效率大值约为8.82%，较冷凝温度为40 ℃时的系统热效率下降约53.87%。
图6 不同冷凝温度下TORC-制冷循环系统热效率
综上，在冷凝温度分别为40 ℃、50 ℃、60 ℃条件下，TORC系统膨胀机做功大小、TORC系统热效率、制冷系统制冷量大小、TORC-制冷循环系统热效率大小随发动机尾气温度增大均呈现先增大后降低的趋势，实际运行过程中不同冷凝温度条件下，发动机尾气温度约为140 ℃时，可得到高的膨胀机做功量；当发动机尾气温度约为165 ℃时，TORC-制冷循环系统可得到高的TORC系统热效率、制冷量及TORC-制冷循环系统热效率，系统运行过程中蒸发压力不变，随着尾气温度变高，蒸发过热度也相应升高，蒸发温度X一阶段的升高会使得膨胀机发电量大于整体消耗的热量，使得系统效率随之增加；随着过热度的持续升高，由于膨胀比不变，将得到更高的膨胀机出口温度，多余的这部分热量属于未被系统膨胀做功利用却被冷凝水带走，造成了系统能量损失，出现了效率下降，因此系统运行存在X发动机尾气温度。同时，系统各参数均随冷凝温度升高而降低，实际运行过程中应尽可能降低系统冷凝温度以期得到更佳的系统运行性能。
4 结束语
跨临界有机朗肯循环-制冷循环系统可以使工质运行状态与发动机尾气余热参数更好地匹配。本研究选用环保工质R1234ze（E）作为系统运行工质，建立了跨临界有机朗肯循环-制冷循环系统热力学计算模型，以跨临界有机朗肯循环-制冷循环系统热效率作为整个系统的热力学性能评价指标，分别探讨不同冷凝温度下，发动机尾气温度对TORC系统膨胀机做功、TORC系统热效率及系统制冷量和TORC-制冷循环系统热效率参数的影响，初步得到如下结论：
1）R1234ze(E)可以同时作为回收冷藏车发动机尾气余热的跨临界有机朗肯循环和制冷循环两种系统的工质，实现发动机尾气余热回收并得到相应的冷量以供冷藏车厢使用；
2）分别对比冷凝温度为40 ℃、50 ℃、60 ℃时系统运行性能参数，得到冷凝温度为40 ℃时，对应发动机尾气温度约140 ℃时，系统拥有高的膨胀机做功量；对应发动机尾气温度约为165 ℃时，系统拥有高的TORC系统热效率及TORC-制冷循环系统制冷量和热效率值，分别可以得到10.20 kW的膨胀机做功量，9.49%的TORC系统热效率，18.36 kW的系统制冷量和19.12%的TORC-制冷循环系统热效率；
3）TORC-制冷循环系统各运行参数均随冷凝温度的升高而降低，实际运行过程中应考虑采取降低系统冷凝温度的方式来获得更佳的热力循环系统运行性能。
