基于电动热泵的天然气锅炉余热深度回收研究

常规天然气锅炉排放的烟气中含有大量水蒸气,因其未能将烟气降低到露点温度以下而无法有效回收水蒸气冷凝潜热。该研究采用混合工质HD-01的电动热泵与间壁式换热器深度回收天然气锅炉烟气余热。搭建烟气余热深度回收实验平台,并基于实验结果完善烟气余热深度回收理论模型。实验结果表明,该系统平均排烟温度为33.1℃,烟气消白效果明显。该系统可将热网回水温度从42.9℃平均提升至60.0℃,实际余热回收功率占锅炉平均功率的8.7%,平均制热性能系数(coefficient of performance,COP)约5.4。经济分析表明,该系统余热回收成本约为19.5万元,每年可节省87746.44元,投资回收期为2.2年。该系统供热成本相比天然气锅炉节省近49.0%。     

组分迁移对非共沸工质循环传热窄点影响研究

为了研究组分迁移对非共沸混合工质循环及传热窄点影响规律，该研究通过建立高温电动热泵的理论模型，以某化工领域余热回收工况为计算条件，根据循环工质筛选的要求，筛选出4种性能较为优良的纯工质，根据工质的循环性能特性将它们两两组合成混合工质，并对这5种混合工质进行理论分析，从中筛选出两组循环性能较优的工质组合，分别是R134a+R245fa(0.4/0.6)和R152a+R245fa(0.4/0.6)。此外，该研究对筛选出的两组工质进行传热窄点与组分迁移的相关计算，得出考虑组分迁移情况下换热器内的温焓非线性分布的规律，并与未考虑组分迁移的情况作对比，为蒸发器与冷凝器的设计与运行提供理论依据。结果表明，在焓值为321.35 kJ/kg和334.76 kJ/kg处出现传热窄点，且组分迁移会影响传热窄点及最大传热温差的大小和位置。     

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。     

夏热冬冷地区新型高温空气源热泵实验研究

为满足空气源热泵冬季集中供热的需求，该文采用新型工质将空气源热泵的制热温度提高至90℃以上。首先建立高温空气源热泵的数学模型并对该系统进行理论计算，进而搭建高温空气源热泵试验台，分别在环境温度为0、5、10℃时对模拟结果进行实验验证，当热水进口温度为80℃时，系统实际COP分别较理论结果低5.9%、5.3%和1.7%。该空气源热泵相比现有技术提升制热温度40℃以上，因此具有较好的市场应用前景和推广意义。