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立式降膜升温型热泵取得新进展
发稿时间:2016-09-06         作者:刘锋 隋军          来源:分布式供能与可再生能源实验室     【字号:

  在内燃机分布式能源系统中,内燃机发电机组8099℃缸套水带走热量约占系统输入热量的30%,这部分热量能否有效利用直接影响到分布式能源系统的整体性能。在工业领域,同样存在大量70-99℃工业余热,由于品位不高,难以得到有效利用。针对低温余热难以有效利用的问题,分布式供能与可再生能源实验室研究了升温型热泵。该类型热泵可以在消耗很少电能的情况下,通过自身升温特性,将低温余热温度提高到100℃以上加以利用,降低工业过程能耗,提高分布式能源系统的热力性能。 

  目前,研究团队搭建了20kW立式降膜升温型热泵,用于研究升温型热泵降膜传热性能以及热泵在变工况条件下系统性能。 

  该实验装置具有如下技术特点。 

  1.主体设备采用立式降膜结构,包括降膜蒸发、降膜冷凝、降膜吸收、降膜发生等过程,在吸收器中设计了管内和管外双侧降膜结构,有效提高了换热系数,减小了设备尺寸,使热水温升达到25°C以上; 

  2.吸收器和发生器采用二次布液方式,同时将二次布液与支撑板集成设计。通过新结构的受液槽和液体分布器,实现了小流量下的均匀降膜,改善了设备换热性能。 

  3.开展了液/气流稳定输运通道的结构设计。针对发生器与蒸发器的气体发生过程,以及吸收器和冷凝器的气体凝聚过程,在管束的非均匀布置、几何排布方式、不完全封闭的支撑板设计等方面进行革新,实现蒸汽的有效发生与凝聚。 

  4.采用了机械式与溶液喷射自动抽气两种真空技术相结合,确保实验装置保持稳定的高真空状态,确保实验效果的同时,最大限度减少了溶液对设备的腐蚀。 

  到目前为止,该实验台已完成调试工作,可以利用84-99℃热水制得110-123℃热水和低压蒸汽,系统COP可以达到0.4以上。 

20kW立式降膜型第二类吸收式热泵

 
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