热泵蒸发技术与节能

热泵蒸发装置是一种新型的高效节能蒸发装置。在当今能源日趋紧张的时代,采用热泵蒸发技术就显得更加重要。 核工业部原子能研究所在上海真空泵厂等单位的协助下,将开路循环式机械压缩型热泵蒸发技术应用于放射性废水处     

采用蒸汽压缩式热泵蒸发结晶器理论分析

在不同的化学过程中的采用热泵是一个重要和有效的节能方式,尤其是蒸发结晶过程采用热泵已经得到了应用。本文进行了蒸发结晶采用热泵技术可行性的研究,研究了采用带有热泵的蒸发结晶器的工艺,进行了相关计算。研究了给料温度和最初浓度对蒸汽耗量的影响。     

太阳能热泵的性能分析

分析了工作温度对太阳能集热器和热泵的影响:降低太阳能集热器的集热温度和提高热泵的蒸发温度,有利于改善太阳能热泵系统的工作性能;设定了太阳能热泵的一些参数,计算和说明其性能;指出了太阳能热利用技术与热泵技术的有机结合,是解决"全天候工作"和"太阳能建筑一体化"问题的有效方式.     

浓缩果汁的高效节能低温热泵并流多效蒸发系统

为了大幅减少果汁蒸发工艺的能耗,创新设计了一种结合蒸汽喷射式热泵技术和引出额外蒸汽预热果汁两种节能措施的果汁低温热泵并流多效蒸发系统,建立了用矩阵方程描述的该系统的数学模型,研究了求解该模型的算法即迭代法结合矩阵法。浓缩橙汁的低温热泵并流3效蒸发系统的模拟结果表明,将橙汁预热至70℃,热泵的喷射系数设置为0.7、抽汽位置设置在第2效时节省的生蒸汽消耗量高达46%左右。采用上述两种节能措施的低温热泵并流多效蒸发系统在最佳的热泵喷射系数和抽汽位置的条件下是高效节能的,特别适用于果汁等热敏性溶液的蒸发。     

热泵蒸发探讨

一、热泵蒸发的原理和特点工业上广泛地应用蒸发装置来排除溶液中的溶剂,以便达到浓缩的目的。通常情况下,蒸发的溶剂是水,加热的热源又是水蒸汽。热泵蒸发装置的示意图见图1,压缩机把溶液中蒸发出来的二次蒸汽压缩提高品位以后,再作为加热溶液的蒸汽使用。这样可以部分地甚至全部省去原有的加热蒸汽,因此它是一种很好的节能技术。由于被压缩的二次汽放出汽化潜热后,以冷凝水状态排出系统,所以属于“开式”循环热泵,有时也称为蒸汽再压缩蒸发装     

带闪发器的两种补气热泵系统性能模拟研究

对热泵系统分别建立了中间补气和吸气补气两种热力学模型,模拟研究了系统的性能,并与常规热泵系统进行了对比。结果表明:混合后的吸气温度与吸气管路温度之间的差值Δt是影响吸气补气热泵系统的关键;中间补气热泵系统在各个性能上优于吸气补气热泵系统,但吸气补气热泵系统可以通过调节合适的Δt和补气量来提高系统性能;在不同的蒸发温度下,各热泵系统同一性能参数的变化趋势基本相同;蒸发温度在-10~-20℃范围变化时,与常规热泵系统相比,中间补气系统的最优COP提高了7. 53%~8. 90%;在Δt为0. 2℃的工况下,当蒸发温度从-20℃提升到-10℃时,吸气补气对系统性能的影响更显著。     

超长重力热管联合热泵的地热利用系统热力经济性分析

深层地热资源储量巨大,采用超长重力热管取热技术对深层地热资源进行开采,将其与热泵系统联合为用户供热是一种高效利用深层地热资源的方法。针对如何调节不同参数下超长重力热管与热泵联合运行以期获得最佳热力经济性的问题,建立了系统热力经济性模型,研究了热泵系统蒸发温度、超长重力热管热阻、井深、地温梯度以及蒸发器面积不同的情况下系统热力经济性变化规律。结果表明存在一个最佳蒸发温度使供热成本最低,如在地温梯度30℃/km、井深3 000 m的条件下,最佳蒸发温度为-2℃;超长重力热管热阻越小或地温梯度越大时可实现供热成本越低且最佳蒸发温度越高;存在最佳的井深和蒸发器面积使得供热成本最低。研究结果可为优化超长重力热管在开采深层地热联合热泵系统性能方面提供理论指导。     

不同再冷方式对热泵系统性能影响的对比研究

文章分别对自身再冷式热泵系统、外界再冷式热泵系统以及无再冷的热泵系统进行计算分析,并比较了这3种系统的循环性能。结果表明:不同形式的自身再冷对热泵系统性能的影响是一致的;在相同条件下,自身再冷式热泵系统比其他两种系统能更好地改善系统的循环性能;再冷技术与热泵系统的结合可以增大热泵系统的最大运行温差(蒸发温度与冷凝温度的差值),扩大了热泵系统的应用范围。     

热泵蒸发技术及其应用

作者结合热泵循环的基本原理，对压缩式开路循环热泵蒸发装置进行了分析，通过与多效蒸发的实例对比，说明了采用热泵蒸发装置的节能效果和经济效益，并对实际生产应用中存在的问题进行了阐述。     

机械压缩型开路循环系统热泵蒸发技术及节能分析(二)

2 热泵蒸发过程分析及评价(1)蒸汽再压缩式热泵装置的节能分析目前,在蒸发作业中广泛使用的仍是多效蒸发装置。与单效比较,这种操作虽有一定的节能效果,但要用大量的从锅炉产生的生蒸汽作为加热源。蒸汽再压缩式热泵装置,在正常运转时,除了原料预热使用少量的生蒸汽外,不再需要外来蒸汽的供应,当然,压缩机还需要一定的电能来驱动,但总的说来,蒸汽再压缩热泵装置比传统的蒸发操作具有显著的节能效果。以动力 W(电能或机械能),转化为用于蒸     

热泵蒸发技术对废碱液处理的经济性研究

针对化工和食品加工行业废碱液回收排放要求,设计了一套新型双效逆流升膜蒸发机械压缩式热泵废碱液回收系统,并给出了系统流程图.该系统以板式换热器作为蒸发器,在保证充分换热的前提下,通过对一、二效蒸发冷凝器进行热平衡计算以及对系统能效进行经济性分析,分析、比较了多效蒸发和热泵蒸发过程,从而得到系统性能指标的变化规律.结果表明:机械压缩式热泵蒸发技术的制热性能系数较高,可更好地提升节能效果,实现经济效益最大化,并对保护环境起到了至关重要的作用.     

水源热泵串并联机组制热性能比较

水源热泵技术是一种回收提取低质量余热的技术,为进一步深度利用低质量热能达到节能目的,基于对水源热泵机组制热性能进行理论分析,得出蒸发温度,即水源侧进口水温对机组制热性能的影响规律。对单机水源热泵、双机水源热泵串联机组和双机水源热泵并联运行机组三种方式进行制热性能的比较研究,得出水源热泵串联机组整体能耗低、节能效果明显,能实现能源最大限度的高效利用。     

太阳能辅助二氧化碳热泵热水系统实验研究

利用实验的方法,研究了太阳辐照度、外界气温和风速、初始水温、蒸发器出口温度和压力等对太阳能辅助二氧化碳热泵热水系统运行状况和COP的影响。实验结果表明,系统COP随初始水温的升高而增大;太阳辐照度、外界温度和风速对热泵系统性能的影响主要体现在对系统循环水温的影响;在一定范围内,蒸发压力和蒸发温度越高,热泵系统的COP越大。     

基于热泵的实验室用旋转蒸发器的节能

为降低在旋转蒸发器内进行的单效蒸发的能耗,设计了一套闭式压缩式热泵系统与旋转蒸发器配合使用。闭式压缩式热泵系统取代正常旋转蒸发器所需的加热器和冷肼,为旋转蒸发器同时提供热源和冷源。在不同操作温度和处理不同原料时,热泵将蒸发蒸气带走的热能进行了回收再利用,因此基于热泵的旋蒸系统可以节能17%以上,在60℃时蒸发节能最显著。闭式压缩式热泵系统特别适用于实验室用旋转蒸发器的节能。     

间接膨胀式太阳能高温热泵系统运行性能实验研究

为研究间接膨胀式太阳能高温热泵系统实际应用的可行性和有效性,搭建实验平台,在天津地区气象条件下对高温热泵全天动态运行特性开展实验研究,分析太阳辐射强度、水箱储热性能、冷凝温度及膨胀阀开度对系统运行性能影响。结果表明:平均太阳辐射强度由396 W/m2增加到563 W/m2,高温热泵性能系数COP由3.62增至3.93;因水箱储热功能,间接膨胀式系统在太阳辐射强度剧烈波动时能够保持高温热泵相对稳定的蒸发温度;当蒸发温度固定时高温热泵COP随冷凝温度升高而降低,冷凝温度由70 ℃增至80 ℃,COP由4.32降至2.76;膨胀阀开度由150步增至250步,高温热泵全天平均COP由3.14升至5.12,排气压力降低46%。     

直膨式太阳能热泵制热性能的对比研究

直膨式太阳能热泵(direct expansion solar assisted heat pump,DX-SAHP)可直接吸收利用太阳能,进而提高热泵的蒸发温度和性能系数(COP),有利于改善热泵的热性能和结霜。本文在带有太阳模拟发射器的焓差实验室中建立直膨式太阳能热泵和常规直彭热泵的对比实验,对不同条件下的热泵系统参数进行测量并进行性能对比和分析。实验结果显示,直膨式太阳能热泵能够吸收太阳能,在辐照度分别为100和200 W/m~2的工况下,系统制热功率比无辐照时的制热功率分别提高9.8%和21.8%,COP分别提高11.7%和23.7%,且除霜启动延迟23 min;辐照度为200 W/m~2时,直膨式太阳能热泵在环境温度5℃下的制热功率比1℃下的制热功率提高16.92%;在室外温度为1℃,相对湿度为95%的工况下,提高太阳辐照度,可有效减小涂层蒸发器进出口温度的波动,提高蒸发器运行的稳定性。此外,直膨式太阳能热泵在运行过程中吸收的太阳辐射被用来蒸发液态制冷剂工质,导致压缩机进气量增加,系统的制热功率和COP提高。     

蒸汽再压缩热泵系统用于固体干燥节能分析

机械式蒸汽再压缩( MVR)热泵系统是一种新型高效节能装置,完全回收利用了蒸发过程产生水蒸气的潜热.本文分别计算了蒸发温度为100C和80C时蒸汽再压缩热泵系统在各种传热温差下的COP值,结果显示MVR系统具有良好的节能优势.此外,本文还将蒸汽再压缩热泵系统应用于固体干燥,并对各种固体干燥实验系统做出设计分析.     

太阳能热泵系统的试验研究与分析

为研究以太阳能为低温热源的供热运行特点,建立了太阳能热泵系统试验台及试验台测量系统,使用数据分析软件处理不同工况下的试验数据,分析了蒸发和冷凝温度对吸热量、制热量、压缩机状态、系统COP的影响。结果表明,太阳能热泵系统在运行期间节能效果明显,蒸发温度的增大有利于提高太阳能热泵系统的工作性能。     

第二类吸收式热泵模拟研究

基于第二类吸收式热泵原理,建立了第二类吸收式热泵关键过程的数学模型,开发出第二类吸收式热泵循环模拟计算程序,研究了蒸发温度、发生温度、冷凝温度和吸收温度对吸收式热泵主要评价指标性能系数ηCOP、循环倍率R、温升能力ΔT和放气范围ΔX的影响.结果表明:当吸收温度一定时,循环倍率随着蒸发温度的升高逐渐减小,系统的ηCOP先急剧增大,然后缓慢减小;当吸收温度一定时,循环倍率随着冷凝温度的升高逐渐升高,系统的ηCOP先缓慢减小,然后急剧减小;当蒸发温度一定时,循环倍率随着吸收温度的升高逐渐升高,系统的ηCOP先缓慢增大,然后急剧减小.     

吸收式热泵多效蒸发海水淡化热力性能研究

提出了两级吸收式热泵多效蒸发海水淡化工艺流程,并建立了系统的数学模型。计算分析了溴化锂溶液浓度和加热蒸汽温度对系统的造水比、生产单位淡水所需传热面积和吸收式热泵的热力系数的影响。研究结果表明,系统的造水比和吸收式热泵的热力系数随加热蒸汽温度和LiBr浓溶液浓度的降低而增大,生产单位质量淡水所需传热面积随加热蒸汽温度的降低而急剧增加;通过调整溴化锂溶液的浓度,能够实现对不同品质热源的利用;该系统不仅能够保证淡水不被溴化锂污染,而且其造水比明显优于喷射泵多效蒸发系统和多效蒸发系统。