吸收式熱泵的原理及特性
熱泵是利用高品位能源驅(qū)動實現(xiàn)熱量從低溫向高溫輸送的設(shè)備,主要分為壓縮式熱泵和吸收式熱泵,壓縮式熱泵用電力驅(qū)動,制取溫水溫度一般小于65℃,且溫度越高效率越低[3]; 吸收式熱泵是用熱能( 蒸汽、燃料、熱水等) 驅(qū)動,可以制取95℃以下熱水,效率較高,性能系數(shù)(COP) 一般為1. 6 ~ 2.4,采用溴化鋰溶液為吸收劑、水為制冷劑,對環(huán)境無污染,單機容量較大,最大可達66MW,基于以上特點,吸收式熱泵應(yīng)用在熱電廠回收乏汽余熱用于集中供熱具有顯著的經(jīng)濟效益、社會效益。
熱電廠用吸收式熱泵主要是蒸汽型,機組主要包括蒸發(fā)器、吸收器、冷凝器、再生器、熱交換器等,吸收式熱泵原理如圖3 所示。
圖3 吸收式熱泵原理
乏汽余熱進入蒸發(fā)器管程,蒸發(fā)器殼程為負壓,殼程的冷劑水在傳熱管外表面蒸發(fā),吸收乏汽的氣化潛熱余熱; 吸收器中濃溶液在傳熱管外表面滴淋,吸收來自蒸發(fā)器的冷劑蒸汽氣化潛熱,并將該潛熱釋放給吸收器管內(nèi)的熱網(wǎng)水,熱網(wǎng)水實現(xiàn)一次升溫,與此同時,在吸收器內(nèi)濃溶液變成稀溶液,經(jīng)過熱交換器升溫后進入再生器; 再生器中驅(qū)動熱源蒸汽加熱溴化鋰溶液,水蒸汽蒸發(fā),溴化鋰溶液變?yōu)闈馊芤海瑵馊芤航?jīng)熱交換器后進入吸收器進行吸收; 再生器中蒸發(fā)的冷劑蒸汽進入冷凝器加熱管內(nèi)的熱網(wǎng)水,實現(xiàn)熱網(wǎng)水的二次升溫,冷劑蒸汽冷凝成液態(tài)冷劑水進入蒸發(fā)器。如此反復(fù),實現(xiàn)熱泵循環(huán)[4 ~9]。
吸收式熱泵的主要特性: 余熱水溫度越高,熱網(wǎng)水溫度越高; 蒸汽壓力越高,熱網(wǎng)水溫度越高;適合熱網(wǎng)水大溫差循環(huán)。
吸收式熱泵產(chǎn)品源于吸收式制冷機,吸收式制冷機發(fā)明于美國,發(fā)展在日本, 20 世紀(jì)60 年代開始在日本廣泛應(yīng)用,該技術(shù)在中國經(jīng)過20 多年的發(fā)展,目前吸收式技術(shù)已經(jīng)非常成熟、可靠。該產(chǎn)品的最關(guān)鍵技術(shù)是真空度的保證,該機組在工作過程內(nèi)部是負壓的,要求加工工藝較高,機組運行過程中不凝性氣體的有效排出。吸收式熱泵與吸收式制冷機相比結(jié)構(gòu)更簡單,部件更少,可以說吸收式熱泵是吸收式制冷機的一部分,因此吸收式熱泵技術(shù)成熟、可靠。