热泵型溴化锂吸收式冷水机组的节能效益

1、热泵型溴化锂吸收式冷水机组的节能效益山东工业大学(济南250061 赖艳华刘振乾摘要在一般制冷循环中, , 到大气中, 造成能量的浪费。, ; 在供给冷量的同时, , 实现了一机两用。大大提高了能源利用率, 。1前言溴化锂吸收式制冷机是以水为制冷剂, 以溴化锂溶液为吸收剂, 以低品位热能(如低压蒸汽、高温热水等 为热源, 制取4以上冷水的设备。在我国近几年出现的空调热中, 溴化锂吸收式制冷机作为集中式空调的冷源得到了广泛的应用。但是, 溴化锂吸收式制冷机也有明显不足, 即其冷却负荷要比压缩式制冷机大一倍, 这就相应增加了冷却水塔和冷却水泵的容量。冷却水的任务是把低温处的吸热量(即制冷量 和实现

2、制冷循环的驱动能量排放到大气环境中去。在一般制冷循环中, 这部分能量是不能利用的, 因为它的温度较低。如果将溴化锂吸收式制冷机的冷却水出口温度提高(如提高到54, 就能加以利用, 成为对外供热的温报警、流化温、流化床温、布风室压差、干燥室温度、风机启停、风门开度、热风炉开关和真空风机启停。控制路线分为调节风门控制流化风量, 调节热风炉开关控制热风温度, 调节真空风机真床夹带、沟涌报警和异常扬析报警等, 实现干燥过程自动化和无人值守运行。4经济效益分析本流化床干燥装置及监控系统开发成功后, 已在江苏徐州羽绒设备厂试投产运行, 应用结果表明, 本装置可实现安全可靠、有效的干燥功能, 与原有设备相比

3、, 可使能耗降低10%20%, 成本下降15%左右, 生产效率提高8%15%。徐州羽绒设备厂原有两台夹层桶体烘干机, 每台设备17万元,15min 加一次料, 每小时生产干羽绒80kg 。锅炉年烧标准煤近15万t , 折合人民币300万元, 而整套流化床装置与监控系统投资需25万元, 燃料费用全年共需215万元, 每小时生产干羽绒120kg 。另外, 采用流化床干燥系统后, 不但达到节能的目的, 而且提高了产品质量 , 干燥后的羽绒含湿量由原来的10%下降到3%5%。因此该产品具有可观的经济效益和较好的应用推广价值。参考文献1范从振。锅炉原理。水利电力出版社,19862G enie 组态软件手

4、册。研华工控,19973研华工控设备手册。研华工控,19974时钧, 汪家鼎等。化学工程手册(第2版 , 第17篇干燥。北京:化学工业出版社,19625时钧。汪家鼎等。化学工程手册(第2版 , 第21篇流态化。北京:化学工业出版社,19626国井大藏等。流态化工程。石油化学工业出版社,19777Ergun S. Chem ,Progr ,1952,48,898Celart D. Power Technical. 1973,7,285编辑/窦玉贤121999年第10期节能低温热源。与冷水机组相比, 既扩大了机组的应用范围, 又大大地提高了能源利用率, 有着显著的节能效益。2热泵型冷水机组的工作原

5、理热泵型冷水机组的结构和工作系统与蒸汽单效机组相类似, 它采用单筒结构, 其主要组成部件(发生器、冷凝器、蒸发器及吸收器 均布置在一个筒体中, 筒体外面有溶液热交换器和两台屏蔽泵(冷剂水泵和溶液泵 出热量成为冷剂水入蒸发器。, 由此得到低温冷媒水, 。蒸发器蒸发出来的冷剂蒸汽经挡液板进入吸收器, 被喷淋溶液所吸收, 混合溶液吸收冷剂蒸汽的过程是个放热过程, 我们可以利用这一过程来加热温水。3工作参数及性能分析我们仅以580kW 冷量的冷水机组为例来分析(见表1 。表1580kW 热泵型冷水机组技术参数表项目名称单位数据制冷量制热量冷媒水进、出口温度温水进、出口温度热源蒸汽压力热源蒸汽温度冷凝温

6、度冷凝压力蒸发温度蒸发压力工作蒸汽消耗量电力消耗性能系数制冷时制热时kW kWMPakPakPa kg/h kW147015/1032/540. 26(表压 1405818. 1381. 0716208. 80. 651. 65由上面数据可知:制冷时性能系数:QO /Q g =0. 65制热时性能系数:Qw /Q g =(Q g +Q O /Q g =1. 65可见热泵型冷水机组在输入蒸汽热量Q g的情况下, 获得了两种功能:(1 供给冷用户制冷量Q O (0. 65Q g , (2 Q w (1. 65Q g 的倍, , , 还获得了0. 65Q g , 还可供应温(Q g 及来自大气环境的

7、热量(Q O ; 而在冷水机组中, 这些热量都由冷却水直接散放到大气中, 造成很大浪费。从热力学分析来看, 该机组实现了合理的用能方式, 具有显著的节能效果, 对于能源的综合利用具有重要的意义。4经济效益分析4. 1全年节能量分析(1 供热量是变无用为有用, 全为节约量。以机组全年运行100d , 每天全负荷运行10h 计算, 则全年供热量为:1470×100×10=1. 47×106kWh/a 折算成蒸汽量:1264×106/540=2307t/a (2 制冷的多耗能580/0. 65-580/0. 718=84. 5kW全年多耗能84. 5×

8、;100×10=8. 45×104kWh 折成蒸汽量72. 7×106/540=135t/a (3 综合节约量2307-135=2172t/a 价值2172×50=10. 86万元(4 若机组用于生产工艺, 可全年运行, 以全年运行6000h 计算, 则节约价值为:10. 86×6=65. 16万元如上分析计算, 该型号热泵型冷水机组若用于空调系统, 并对温水加以利用, 则年可节约2100t 蒸汽; 若用于工艺中, 则全年可节约12000t 蒸汽, 经济效益十分可观。4. 2能流图及有效能分析一般热源蒸汽是由工业锅炉供给的, 假设锅炉生产蒸汽的

9、热效率b =75%, 则以锅炉(即系22节能1999年第10期统 所消耗的一次能源为基数(100% , 可以画出整个供能(包括冷水和温水 系统的能流图(见图1 。图中, 锅炉热效率(b =75% 为设定, A O 为制取冷量Q O 时所产生的无效能。根据工作蒸汽温度T b =140, 以环境温度t z =20为基准, 可求出工业锅炉的有效能效率:exb =1-T a /T b =1-293/(273+140 =29. 1%以一次能源为基数, 可得供应温水的能源利用率:w =(Q a +Q c /Q g ×b =123. 8%以供热水的温度(T w =的有效能效率:=a /T %:O

10、=Q ×b /Q g =48. 8%供应冷媒水的有效能效率:exc =T a /T O -1=3. 5%整个系统的有效能效率:exs =exw +exc =13. 9%该机组的有效能效率:ex =exs /exb =47. 8%若为只供冷水的机组, 其有效能效率为:exc =exc /exb =3. 5%/29. 1%=12. 0 %图1供能系统能流图1-一次能源有效能(100% 2-工业锅炉有效能(29. 1% 3-冷水有效能(3. 5% 4-温水有效能(10. 4%5-温水能源利用率(123. 8% 6-冷水无效能(52. 3%7-锅炉热损失(25%通过对该系统(包括锅炉 的能流

11、图分析表明冷温水机组的有效能利用率是冷水机组的3倍以上。5结论, 、省电, , :(1 , 同; 并且, 在相同供, 其外形尺寸、材料消耗、蒸汽及电力消耗等基本相同。(2 该机组工作时, 其制冷的性能系数为0. 65; 对外供热的性能系数为1. 65, 即供热量是机组消耗热量的1. 65倍, 与此同时还得到了制冷量。(3 该机组的有效能利用率是冷水机组的3倍以上, 大大提高了能源的综合利用率。(4 在同样冷却负荷情况下, 温水量比冷却水量要小得多, 由原来的150t/h 减少为60t/h 。(5 该机组用于空调系统时, 节约蒸汽2100t/a ; 用于工艺生产时节约蒸汽为12000t/a ,合65万元, 经济效益十分可观。热泵型溴化锂吸收式冷水机组实现了合理的用能方式, 该机组的开发和应用, 可使进入到机组的能量得到充分利用, 产生可利用的空调冷水及可利用的温水。在机组运行中, 来自大气环境的那部分能量(相当于Q O 也被充分利用来加热温水。从制热角度来说