暖通空调热泵技术.docx

暖通空调热泵技术.docx

《暖通空调热泵技术.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《暖通空调热泵技术.docx（5页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

暖通空调热泵技术

暖通空调热泵技术

系别光电系

专业热能与动力工程　　

班级10级（B203）

姓名王楚翔

学号1017440036

指导老师

完成日期2012年12月26日

据了解，热泵近年来，逐渐被人们重视起来。

其实热泵在我国已经发展一段时间了，由于推广的缺乏导致人们的认知也不多。

“十二五”期间明确提出，应该加强新能源的利用。

这一建议的提出无疑给热泵行业带来了无限生机。

近年来各大空调企业也注重在热泵技术上面的研究和广告推广。

那么国内外现在的热泵发展现状如何?

　　国内据空调制冷大市场相关资料显示，热泵冷暖是一种高节能新技术和新产品，尤其是大型地源热泵系统和水源热泵系统，是近几年来迅速发展和创新而成熟起来的新技术、新产品、新产业、新市场，许多先进的技术和产品都是在近几年相继研制开发而出现，并且得到快速推广和应用。

随着中国式热泵技术的迅猛发展，在国际上也相继掀起了热泵技术进步和发展应用的新高潮，我国也由全部依赖从国外引进变为由中国创造而对国外出口。

近几年来，我国热泵发展很快，主要表现在如下几个方面。

（1）据统计，1996年我国空调设备（指电动冷热水机组、吸收式冷热水机组、房间空调器以及单元空调机组，但不包括进口机组）的总制冷能力约为2000万kW，其中热泵型机组的制冷能力约占60%。

在全部热泵型机组中，电驱动热泵容量约为1070kW，占90%；吸收式热泵容量约为130万kW,占10%。

（2）近几年来，我国的吸收式制冷装置发展迅速。

据统计，1996年销售的溴化锂吸收式制冷机约3000多台，其中直燃机1115台。

　　（3）热泵在工业中的应用已见端倪，木材、食品（茶和水果）、陶瓷、造纸、印刷、石油和化工等工业生产过程已采用了蒸汽喷射式

热泵、吸收式热泵和电驱动热泵。

例如，目前大约有400台热泵式木材干燥机正在运行，年处理能力约为200千立方米 

在国外如美国，截止1985年全国共有14,000台地源热泵，而1997年就安装了45000台，到目前为止600000台，而且每年以10％的速度稳步增长。

1998年美国商业建筑中地源热泵系统已占空调总保有量的19％，其中新建筑中占30％。

美国地源热泵工业已经成立了由美国能源环境研究中心，美国地下水资源联合会，爱迪生电力研究所，及众多地源热泵制造设计销售公司以及政府机构和建筑商等146家成员组成的美国地源热泵协会，与美国的地源热泵发展有所不同，中、北欧如瑞典、瑞士、奥地利、德国等国家主要利用浅层地热资源，地下土壤埋盘管（埋深 <400 米深）的地源热泵，用于室内地板辐射供暖及提供生活热水。

据 1999 年的统计，为家用的供热装置中，地源热泵所占比例，瑞士为96％，奥地利为38％，丹麦为 27 ％。

 同时，中、北欧海水源热泵的研究和应用也比较多。

所有型式的热泵都有蒸发和冷凝两个温度水平，节流采用膨胀阀或毛细管。

只是压力的增加有不同的形式，主要有机械压缩式，热能压缩式、喷射蒸汽压缩式。

吸收式热泵的技术

[摘要]介绍了吸收式热泵工作的基本原理和特点,并将其应用于供热机组排汽低温余热回收中,回收的余热用于冬季民用供暖,节能、节水效益显著。

吸收式热泵技术可以回收利用工业生产中的大量低品位废热且其常用的工质对即溴化锂/水及氨/水对环境没有破坏作用是一种节能环保技术它的开发和利用越来越受到人们的重视。

本文阐述了吸收式热泵的基本结构及工作原理详细介绍了吸收器的研究、传热传质过程强化、吸收循环的改进、模拟与优化等方面的进展。

结合吸收式热泵技术在合成橡胶、燃气采暖冷凝热回收及热电冷联产等领域的成功应用展望了吸收热泵这一节能技术在我国的应用前景。

关键字：

吸收式热泵,发展现状,工质,节能,低温余热回收。

吸收式热泵的技术特点及工作原理

热泵的工作原理与制冷装置相同,但其使用目的不是致冷而是致热,即工作温度的范围不同。

它有两种形式:

压缩式和吸收式。

吸收式热泵通常以蒸汽为驱动热源,溴化锂浓溶液为吸收剂,水作为工质,利用水在低压真空状态下低沸点的特性,提取低位余热源的热量,通过吸收剂回收热量并转换制取工艺或采暖用的热水。

热泵机组是由取热器、浓缩器、一次加热器及二次加热器,高低温热交换器所组成的热交换器的组合体,另外包括蒸汽调节系统以及先进的自动控制系统等。

吸收式热泵是以消耗一部分温度较高的高位热能为代价,从低温热源吸取热量供给热用户,它所能提供的热量大于消耗的热量,将比直接供热取得更大的效果。

采用吸收式热泵替代常规直接加热方式在获得工艺或采暖用热相同热量的条件下,可节省总燃料消耗的40%以上,节能效果显著。

来自凝汽器循环冷却水通过上塔前的支管送至吸收式热泵的取热端,热泵吸收余热后,循环水温度降至一定摄氏度,送至冷却水池;同时在热泵的加热端,来自采暖用户二次热网的供热回水进入热泵,经过热泵加热的热水温度升高后送至换热站,在换热站内通过二次泵加压送至采暖用户。

在寒冷期,热水温度需要进一步升高时,利用原换热站的热网加热器作为尖峰加热,热水温度达到要求后再送至采暖用户;从汽轮机分汽缸,引出一路蒸汽送至热泵作为驱动热源,蒸汽放热后变成凝水,送至凝结水回收装置。

吸收式热泵研究进展

工质对的发展现状吸收循环常用工质对是NH3-H2O溶液和LiBr-H2O溶液由于NH3的毒性和LiBr溶液对金属的腐蚀性使溴化锂溶液的结晶浓度提出采用多元系的吸收式制冷工质对即在溴化锂溶液中添加各种无机盐类如ZnBr2、ZnCl2、CaCl2、LiNO3、KNO3、NaNO3

等或有机物如C2H6O2使溴化锂的溶解度得以提高。

经试验研究表明在溴化锂溶液内添加一无机盐或有机物后不仅可以使溴化锂溶解度得提高而且有些情况下还可以是循环的COP值或使金属抗溴化锂腐蚀能力有所提高。

同时出现了一些新的工质,如LiCl-H2ONaOH-H2O以及Pyr-TFE（吡咯酮-三氟乙醇）、TFE-TEGDME（三氟乙醇-二甲醚四甘醇）等有机工质。

吸收器的研究吸收式系统的性能在很大程度上取决于吸收器本身对于占整个体积25%的吸收器有必要进行研究。

吸收器必须紧凑但也必须有足够的热质交换面积为使设备紧凑要求预测吸收器的性能和使各部分的静态变量可视化。

HacknerM对水平管吸收器进行了静态和动态模拟。

KimJK和ParkC探讨了微观表面处理对降膜LiBrH2O吸收器性能的影响研究表明表面的微观处理有助于提高传热和传质性能。

ChoHC探讨了微观凹凸管的表面粗糙度对吸收性能的影响试验结果表明表面有凹凸度的管子的吸收性能比光管高1倍。

NobuyaNishimura研究了一种立板式吸收器采用板式吸收器可有效地改善吸收器的性能。

这些研究对吸收器的改进指出了有效的途径[4]传热传质过程研究及强化在吸收式热泵系统中的蒸发器、吸收器和发生器等均采用垂直管外降膜传热传质的形式但水溴化锂溶液降膜传热传质过程是一个较为复杂的过程。

虽然有关这方面许多学者已做了工作但至今没有获得较好计算热质传递系数的实用公式。

其中有些文献是以某些假定为前提根据简化的数学模型直接由连续性方程、动量方程、能量方程定解条件用计算机进行数值求解有些文献则是在理论分析的基础上进行实验研究并归纳出在一定范围内适用的半经验、半理论公式。

这些文献对吸收式热泵系统中吸收器和发生器等的设计有一定参考价值。

主要由蒸发器、吸收器、发生器、冷凝器和溶液换热器等设备组成的吸收式热泵其投资费用取决于这些设备的传递面积约占总投资的80%左右其操作和调节又与了解上述设备中的热质传递的机理、各操作参数变化对热质传递的影响密切有关。

根据热质传递过程的机理一些学者谋求采取有效的强化措施如Kim等利用流体不稳定性引起的液面波动不断破坏扩散边界层大大强化了传质速率Rush等总结出添加剂强化吸收的效果Kashiwagi等分析了Marangoni效应强化吸收热传递的机理等。

党洁修等将高效换热元件热管引入AHT强化其热质传递。

这些工作为进一步减少传递面积降低设备投资费用指出了有效的途径[8]。

吸收循环的改进。

在简单吸收循环的基础上,国内外学者围绕吸收循环做了大量工作使得吸收式热泵向高温升、高效率、高经济性、多用途、柔性化等方向发展。

如由二级AHT组成的二次温升AHT可以得到70℃的温升提高性能系数COP值的双效、三效吸收循环节省投资的开式循环将吸收热用于再生过程的先进的GAX循环两