新型太阳能热回收准二级压缩热泵系统特征气候运行性能分析

针对目前建筑供暖/制冷能耗问题,提出了一种利用新型热回收式准二级压缩热泵的太阳能热泵供暖/制冷系统。通过建立系统仿真模型,分析了该系统在中国3种特征气候(重庆、太原、乌鲁木齐)下的运行情况。研究结果表明:该系统可利用新型热回收技术与太阳能光伏光热技术为建筑供暖、供冷,回收热量约占重庆、太原、乌鲁木齐房屋负荷的12%,光热供能占总负荷的30%,20%,15%;光伏利润占重庆、太原、乌鲁木齐房屋总运营成本的38%,26%,18%。可再生能源在新型热回收式准二级压缩热泵系统中起到了关键作用,可极大提升系统性能并减少碳排放。

以R32为工质的准二级压缩热泵系统实验研究

为研究以R32为工质的准二级压缩热泵系统的循环性能,搭建了以R32为工质的热泵实验系统并进行相关研究。研究结果表明,在冷凝温度40℃,蒸发温度在-10～-5℃时,用R32的准二级压缩热泵系统与采用相同工质的单级系统相比,排气温度降低10～20℃,并能控制在130℃以内,保证了机组的安全运行;制热量提高了12%,制热COPh随中间补气压力的不同而高于或低于单级压缩系统,相对补气压力的适宜值范围为0.9～1.1。

压缩式热泵回收电厂循环冷却水余热计算分析

以提高能源利用率,减少热排放污染为目的,提出对热电厂现有循环冷却水系统添加压缩式热泵,实现循环冷却水余热回收用于采暖的改造;与吸收式热泵不同,提出运用等效焓降法对改造后的系统进行经济性分析,并通过实际工程为案例的计算,证明了该改造方案与其他方案相比,除了在技术上的可行性外,在经济上更加合理,为工程上的具体实施提供了可靠的理论依据。

准二级压缩热泵的研究现状

主要分析了补气增热泵系统,包括闪蒸器系统和过冷器系统的研究进展,介绍了一些国内外改进型准二级压缩热泵系统,研究了准二级压缩用压缩机的研究现状,并对不同制冷剂的准二级压缩系统进行了对比分析,说明了准二级压缩热泵系统存在的问题,阐明了解决方法并提出今后的研究与发展方向,为进一步的研究提供参考依据。

准二级压缩热泵空调器的实验研究

将带闪发器的准二级压缩热泵循环用于房间空调器,能够有效提高系统制热(制冷)能力,降低压缩机排气温度。通过对准二级热泵空调在APF测试的6个工况下进行实验研究,结果表明,在标准制冷、标准制热和中间制热工况下,开启补气后系统能力有所提高,COP变化不大;在中间制冷工况,开启补气后系统能力和COP均变化不大;在额定低温制热以及超低温制热工况下.开启补气后系统性能大幅提高,最大幅度达16.76%,排气温度可降低14.2℃,同时,系统APF值由4.51升高至4.65。

用于CO2捕集废热回收的压缩式热泵工质研究

以R123、R141b、R600a、R718、R245fa等工质为研究对象,结合CO2捕集废热回收过程特性,通过其基本物性数据初选了R123、R141b、R245fa三种工质;之后利用ASPENPLUS软件进行了热泵模拟以及热泵循环压比、压缩机排气温度、单位质量制热量、压缩机做功量等的模拟计算。综合对比分析,选择R141b作为压缩式热泵的工质。

准二级压缩热泵热水机低温工况COP分析

对准二级压缩热泵热水机进行建模,通过计算分析得到系统COP在低温工况下与内压比、水温的关系。得到了只有当水温超过一定温度时,喷气运行才具有较高的COP;而环境温度越低、水温越高时,内压比越高的压缩机具有较高的COP。

含余热回收装置及压缩式热泵的垃圾焚烧电厂能效优化

垃圾焚烧电厂能源利用效率较低,经处理后的烟气含有大量余热未加以利用。为利用烟气中所含余热,考虑加装烟气余热回收装置提取烟气中的余热,并利用压缩式热泵将提取的能量进行转移,与热电联产机组一同供热。建立了含余热回收装置和压缩式热泵的垃圾焚烧电厂热电联产能效优化模型。模型以余热回收装置回收烟气余热量作为约束,压缩式热泵产热量作为变量,垃圾焚烧电厂整体运行收益最大为目标,进行日前热电优化调度。算例表明,该方法和模型提高了热电联产垃圾焚烧电厂收益与能效。垃圾焚烧电厂加装烟气余热回收装置和压缩式热泵,可充分利用余热,具有良好的工程应用价值。

准二级压缩热泵干燥系统特性分析

传统热泵干燥机在低温环境中存在压缩机排气温度过高、制热性能系数(COPh)较低等问题,影响系统正常运行。本文针对半封闭式热泵干燥机,建立了空气处理流程与准二级压缩热泵系统耦合方案,建模分析了基于准二级压缩的过冷器和闪发器两种热泵系统流程的性能。结果表明:与传统热泵系统相比,两种准二级压缩热泵系统均能降低压缩机排气温度;在冷凝温度为50℃,蒸发温度为-25~0℃工况下,过冷器系统制热性能系数提高了5.0%~7.1%,闪发器系统制热性能系数提高了2.3%~6.6%,为新型热泵干燥机开发提供依据。

准二级压缩热泵大流量除霜技术研究

针对逆向循环除霜方法冷媒循环流量低、除霜时间长的问题,本文基于准二级压缩热泵系统,提出智能冷媒循环流量控制除霜技术和智能除霜控制逻辑组合应用的优化除霜方案。该技术通过为除霜过程设计专用节流部件,降低节流压力损失,冷媒循环流量大,从而实现快速除霜的目的。本文根据该技术配置相应的除霜系统并实施性能研究,结果表明,该技术对出水温度影响不大的情况下,可大幅缩短除霜时间,同时能效表现更优。

准二级压缩CO_(2)热泵系统补气压力对系统性能的影响

建立了带过冷器的二氧化碳准二级压缩循环的数学模型,利用MATLAB软件建立了系统仿真程序。模拟结果显示:在蒸发温度为-25℃,高压侧压力为10 MPa,气冷器出口制冷剂的温度为28℃~40℃的情况下,随着补气压力的升高,准二级压缩CO_(2)热泵系统的制热COP明显升高,制热量则是先升高后降低且存在最大值;压缩机排气温度和压缩机功率都会降低。但当气冷器出口制冷剂的温度为41℃~44℃时,系统的制热COP先升高再降低,在补气压力大约为7MPa时制热COP最大。

电压缩式热泵和吸收式热泵余热回收分析

分析了电压缩式热泵与燃气直燃型吸收式热泵在锅炉房烟气深度余热回收系统中的应用。经对比分析,在供热量相同的情况下,使用电压缩式热泵的供热系统的投资额、运行费用和碳排放量均低于使用燃气直燃型吸收式热泵的供热系统,在新建燃气锅炉房中建议优先选用电压缩式热泵作为余热回收的主设备。

低温热泵用涡旋压缩机性能的试验研究

制定低温热泵用涡旋压缩机试验方案,对研制的原型机进行性能测试。试验结果表明:在冷凝温度不变的情况下,随着蒸发温度的降低,原型机的制热量有所减少,但减少的速度低于普通热泵系统用涡旋压缩机;压缩机的电功率有所增加,但增加的幅度不大,且压缩机的排气温度也有所降低,故在低温工况下采用准二级压缩热泵用涡旋压缩机比采用普通热泵用涡旋压缩机可以更有效地提高空气源热泵的低温制热性能,是寒冷地区用小型空气源热泵比较适宜采用的压缩机。

低温热泵用涡旋压缩机性能的试验研究

设计了一个低温热泵用涡旋压缩机试验方案,对研制的原型机进行了全面的性能测试。试验结果表明:在冷凝温度不变的情况下随着蒸发温度的降低,原型机的制热量有所减少,但减少的速度低于普通热泵系统用涡旋压缩机;压缩机的电功率有所增加,但增加的幅度不大,且压缩机的排气温度也有所降低,故在低温工况下应用准二级压缩热泵用涡旋压缩机比普通热泵用涡旋压缩机可以更有效地提高空气源热泵的低温制热性能,它是寒冷地区使用的小型空气源热泵比较适宜采用的压缩机。

基于工业余热的高温空气源耦合热泵循环性能分析

工业余热的温度分布范围广,常规余热利用方式难以对中低温余热进行有效回收利用,热泵用于回收中低温工业余热具有效率高、能耗低、安全环保等优点。传统的吸收式热泵与压缩式热泵由于热力学循环、工作介质热力性以及压缩机耐温耐压程度的限制导致其只能在窄温域内工作,无法满足工业余热回收背景下的“高制热温度”“宽温域换热”需求。为解决上述问题,提出一种基于吸收-压缩式耦合循环的超高温空气源热泵机组,回收工业废蒸汽(120℃)和空气热量,制取160℃热水(蒸汽)。通过使用工程方程求解器软件(EES)对提出的新型耦合循环进行数学建模和仿真分析,结果表明:最优工况为制取热水温度130℃,室外环境温度30℃时热泵机组热泵性能系数(COP)达到最大值1.600。在制取热水温度160℃下,热泵机组COP最高达1.400。研究的结果拓宽了热泵的工作温度范围,提高了热泵的制热温度。研究结果对热泵用于工业余热回收领域具有一定参考价值,对于提高工业领域一次能源利用率具有重要的研究意义。

吸收式热泵的设计和应用

本文简要介绍吸收式热泵的工作原理,装置的组成、种类和特点,着重说明它的设计程序,并举例说明节能效果。

基于吸收-压缩新型热泵循环变工况性能分析

针对常规热泵在工业余热回收领域的应用缺陷,该研究针对一种压缩式与吸收式循环深度耦合的新型热泵,用于直接回收工业余热制取高温热水。研究首先介绍了耦合热泵循环的运行原理,其次建立了耦合热泵的热力学模型,最后计算分析了压缩式冷凝、蒸发温度及余热水出口温度对耦合热泵性能的影响。在设计工况下,回收75℃的余热水,耦合热泵可将高温热水由90℃加热至135℃,且COP可达到1.75,显著提高了常规热泵的工作范围,研究结果为该机组设计和运行提供了依据。

两种回收电厂余热热泵系统的经济性对比

本文采用吸收式热泵或压缩式热泵对电厂的余热进行回收。通过具体事例对吸收式及压缩式余热节能的机理进行分析和经济性比较。计算结果表明,吸收式热泵的经济性较好,采用吸收式热泵每年获取总收益比压缩式的高2065万元。

基于热泵与低温空预器的燃气锅炉尾气水热回收系统性能研究

燃气锅炉排放的烟气中含有大量的水蒸气,因排烟温度未能降到露点以下而无法有效回收水蒸气的冷凝潜热。本文采用压缩式热泵与低温空预器相结合的方式深度回收燃气锅炉烟气余热,主要研究了在不同过量空气系数下供热回水流量和供热回水温度对排烟温度、余热回收效率、热泵机组制热性能系数及水蒸气冷凝率的影响。研究结果表明:在过量空气系数为1、供热回水流量为80 t/h条件下,热泵可将供热回水温度从50.0℃提升至65.1℃,其制热性能系数为4.25;空气进、出低温空预器的温度分别为-3.8℃和33.0℃,流量为15360 m^(3)/h时,排烟温度从90℃降至20℃,烟气余热回收效率达到14.8%;以29 MW的燃气锅炉为研究对象,按供热面积为5.2×10^(5)m^(2),供暖151天计算,烟气中回收的冷凝水量为8000 t,占锅炉补水量的54.1%;该余热回收系统的投资回收期为2.1年,压缩式热泵烟气余热回收系统节能效果显著。

油气田余热的低碳化综合利用

在“双碳”目标的背景下,石化企业需要不断提高生产过程中的能源利用效率,尤其是对其中低品位余热的合理回收与利用。通过对中国石化集团某石油、天然气处理工作站的主要热物料热量回收情况进行分析,通过冷热物流匹配分析得到最佳夹点温度为7℃左右,合理夹点温度范围为5~32℃,而工作站20℃以上物流夹点温差为44.1℃,总体传热温差偏高,余热有较大的回收潜力。采用压缩式热泵技术对可利用余热进行回收与利用的结果表明:全站可以降低能耗约10.62×10^(6)kgce/a(1 kgce=29.3 MJ),减少CO_(2)排放约13525 t/a;通过节约天然气用量,预计每年创造收益685万元,通过减少CO_(2)排放,每年可创造收益67.6万元。