吸收式熱泵的原理及特性

熱泵 劉明軍 大連三洋制冷有限公司

  熱泵是利用高品位能源驅動實現熱量從低溫向高溫輸送的設備,主要分為壓縮式熱泵吸收式熱泵,壓縮式熱泵用電力驅動,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) 驅動,可以制取95℃以下熱水,效率較高,性能系數(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,吸收式熱泵應用在熱電廠回收乏汽余熱用于集中供熱具有顯著的經濟效益、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。

吸收式熱泵原理

圖3 吸收式熱泵原理

  乏汽余熱進入蒸發器管程,蒸發器殼程為負壓,殼程的冷劑水在傳熱管外表面蒸發,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,吸收來自蒸發器的冷劑蒸汽氣化潛熱,并將該潛熱釋放給吸收器管內的熱網水,熱網水實現一次升溫,與此同時,在吸收器內濃溶液變成稀溶液,經過熱交換器升溫后進入再生器; 再生器中驅動熱源蒸汽加熱溴化鋰溶液,水蒸汽蒸發,溴化鋰溶液變為濃溶液,濃溶液經熱交換器后進入吸收器進行吸收; 再生器中蒸發的冷劑蒸汽進入冷凝器加熱管內的熱網水,實現熱網水的二次升溫,冷劑蒸汽冷凝成液態冷劑水進入蒸發器。如此反復,實現熱泵循環[49]

  吸收式熱泵的主要特性: 余熱水溫度越高,熱網水溫度越高; 蒸汽壓力越高,熱網水溫度越高;適合熱網水大溫差循環。

  吸收式熱泵產品源于吸收式制冷機,吸收式制冷機發明于美國,發展在日本, 20 世紀60 年代開始在日本廣泛應用,該技術在中國經過20 多年的發展,目前吸收式技術已經非常成熟、可靠。該產品的最關鍵技術是真空度的保證,該機組在工作過程內部是負壓的,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構更簡單,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成熟、可靠。