一种新型高温环保热泵.doc

一种新型高效高温环保热泵湖南仪峰环保项目组二零一四年一月二十八日 2 摘要: 这是一种新型高温高效环保热泵。以氨水作工质, 其环保特性很好。整套设备有蒸发器、压缩机、吸收器、氨水循环泵、换热器及检测控制等部件组成。并已建成一套模型试验装置, 试验表明: 其具有能效比可达 以上,它已超出传统机械压缩式热泵供热温度 70 ℃的限制, 可达 120 ℃以上。可应用的领域大为扩展, 全套装置在全封闭状态下运行,无气味,可在线检测和调质,使工况长期稳定,有关润滑油乳化的问题已有一个切实可行的解决方案。关键词: 新型热泵能效比商业化 3 目录一、背景技术.............................................................................. 4 二、解决办法.............................................................................. 4 三、试验工作.............................................................................. 7 四、应用前景展望.................................................................... 10 五、存在问题............................................................................ 11 六、打算.................................................................................... 12 七、结语.................................................................................... 12 八、参考文献............................................................................ 13 4 一、技术背景能源、环保是当今人类面临的重大问题,已引起我国政府的高度重视。对此, 除传统意义上节能降耗外, 又在兴起一种热泵, 将低位热能转化为高位热能, 实现热能的再循环。其技术基础有机械压缩式和吸收式, 并已得到广泛的应用。特别是前者, 在制冷制热上已深入到人类的生活中。成为不可或缺的内容。但这两种方式还存在诸多问题有待解决。例如压缩式热泵方面, 使用电能做动力, 利用工质的汽化热作载热体, 能效比还较低。用作民用尚可, 用于环保治理, 经济负担过重。其供热仅限 70℃以下,只能产生热水或热风。而吸收式热泵虽可产生高温蒸汽,但热效比﹤ ,因此,如何提高热泵的能效比, 使供热温度更高, 运用范围更广, 更经济, 更具有工业使用价值,则是一个极具开发利用的大课题。二、解决办法我们查阅了氨气的物理特性,它极易溶解于水,由气氨转化为液氨, 放出 大卡/ 克分子热量。气氨溶解于水中放出 大卡/ 克分子的热量。据此计算,其单位工质的载热量为 517 大卡/ 公斤。接近水在正常温度下的蒸发潜热 539 大卡/ 公斤。远大于现有氟利昂等工质的汽化热(≤ 300 大卡/ 公斤), 对于活塞式压缩机而言, 理想气体的等温压缩功率如下式, s dp p GRT N ln634 .1?(1) 5 式中 G、 P s、 P d 分别表示压缩气体的公斤分子数,吸气、排气压力。对于氨水、 R134a (目前压缩式热泵常采用的工质)两种工质而言,其能效比之间存在如下关系: ln ln 1 22 1s d s dp p p pN N???(2) 公式( 2 )中 1?、 P s1、 P d1、 N 1 分别表示氨水所对应的单位载热量和对应冷热端温度的进气、排气压力及压缩机的功耗; 2?、 P s2、 P d2、 N 2 分别表示以 R 134a 为工质时所对应的单位载热量和对应冷热端温度的进气、排气压力及压缩机的功耗; 查阅两者的物性参数可知, 在同等载热量及冷热端温差相等的( 20℃~70℃)情况下, 73 .0 2 1?N N ,这意味着以氨水做工质的新型热泵,其功耗比传统压缩式热泵要低得多。从附图一氨水焓—浓图【1】可知,在浓度 50% 范围内,相对应的气态与液态的焓差保持相对稳定。且大于 500 大卡/ 公斤。故以氨水做工质来做成的热泵,必将显著的降低热泵的功耗,而且氨气的环保指数很好, ODP 、 GWP 全为零。是一