探究回收循环水余热的热泵供热系统热力性能

北极星环保网讯:随着我国经济建设的不断发展，逐渐出现了能源短缺的现象。我国因此提出节能减排的政策，同时也加强了对火电厂的丰富余热资源的关注度。如若能够通过循环水，利用热泵技术将余热回收再利用，将能够极大的提高资源利用效率。本文将对热电厂余热回收技术类型以及回收循环水余热的热泵供热方法与节能机理进行简要的分析，并对回收循环水余热的热泵性能的关键部件数学模型加以阐述。

关键词：回收循环水；余热资源；热泵供热系统；热力性能

当今时代，能源危机是各个国家需要解决的重点问题。由于对煤炭、石油、天然气等资源的储备量逐渐减少，并且在对其的利用过程中将会对环境造成一定程度的损害。因此，当前人们更加注重对能量的梯级利用和余热回收。尤其是利用大型电热厂进行集中供热并且对于其中的余热利用热泵技术进行回收再利用，将能够提高资源利用效率，实现节能减排。

1我国热泵供热系统的应用与研究

1.1调节抽汽式供热机组

目前，我国各地区进行集中供热主要采用的机组就是调节抽汽式供热机组。但是它并不是完美无缺的，它存在的问题有很多，例如它是直接利用汽轮机抽汽的方式在热网中对热网返回水进行加热，通常热网中返回水的温度约为55℃，在经过它的加热之后将能够达到130℃左右，使得热网中的温差过大，将会对热网造成一定的损害，并且抽汽中的人呢过并没有实现高效的利用。此外，汽轮机排汽中的余热通常会随着循环水流走，在空气中消散，使循环水的余热没有得到良好的利用，产生大量的浪费。

1.2吸收式热泵

吸收式热泵具有有效利用低品位热能的优点，它可以对太阳能、地热能等废弃热量进行再利用，从而降低对环境的污染。它将利用电站的循環水来作为热源，利用吸收式热泵对其功能进行优化，从而实现向用户进行供热。在此过程中，它既实现了对循环水余热的回收，提高了供热系统的供热量，解决了由于供热量不足而产生的供需矛盾。

同时，流入热网的水温基温较高，使其产生的温差变小，从而降低了对热网的损害程度，使抽汽热能得到了有效的利用。其主要缺点在于气密性较高，如果在使用的过程中有外界的空气流入将会对整体机组的性能造成不利影响，摒弃由于其利用水作为制冷剂，因此只能选择5℃以上的冷媒水投入使用。最后，由于溴化锂的价格较高，因此初次使用资金投入较大。

此外，随着吸收式热泵的广泛应用，国内外的有关专家和学者也加强了对此方面的关注度。其中，国外学者ChristianKeil等对吸收式热泵在低温集中供热中的作用进行了深入的研究，国内学者李岩等分别在吸收式热交换器与吸收式热泵的基础上，设计了一种新型的集中热能的方法，可以极大的提高热泵对于低品位余热的回收，并且将回收的余热进行海水淡化的可行性。

2热电厂余热回收技术类型分析

2.1吸收式热泵技术

吸收式热泵技术主要分为两种类型。第一种吸收式热泵是增热型热泵，其依靠高温热源作为驱动开关，利用对低温热源的吸收来进行对热媒水的加热工作。第二种吸收式热泵是升温性热泵，它是通过在较多的中温热中吸取少量的高温热能的方式进行。

2.1.1开式循环运行方式

在热电厂的热泵系统与循环水系统进行开式循环的运行方式时，其中循环水将会被分为两个部分，其中一部分的循环水将会去冷却塔中进行正常的电厂循环工作，而剩下一部分的循环水将会被分派到热泵机组中进行对低温余热的回收利用工作，最终在冷却塔中进行正常工作的循环水将与热泵机组中的循环水在水池中进行融合，再一起返回到冷凝器中进行冷却处理，以此再进行下一个循环。在进行开式循环方式时，通常对参与循环的循环水质量要求较高，但是由于具体的操作步骤比较简单方便，因此在具体的日常使用中多采用这种方式进行[1]。

2.1.2闭式循环运行方式

在热电厂的热泵系统与循环水系统进行闭式循环的运行方式时，将要求其重新建立冷凝器设备或者对原有的冷凝器进行改装，使其变成具有双侧运行方式的新型设备。在这双侧运行方式中，将起到不同的作用。其中一侧的循环水流进上塔，另一侧的循环水则流经热泵循环当中[2]。

采用闭式循环运行方式，将能对循环水流量、循环水温度以及变回水温度等进行调节。当温度升高，热负荷变少时，则循环水可以通过热网进行加温，使供水温度升高，热网加热或者冷凝器中的冷凝温度与冷凝压力升高，与此同时在加热器中的乏汽量减少，则需要通过增加循环水流量的方式进入到冷却塔中，将原有的凝汽器中的热量带走，指导将循环网中的供水温度降低到规定的标准为止。

2.1.3以热泵取代凝汽器的运行方式

在循环水中的余热主要来源是汽轮机产生的热量，如果能够直接利用相关设备对热泵机组进行热量的获取，将能够由于取消了中间的一系列操作和介质，而减少在传播中对热量造成的损耗和能源的浪费。同时，也会极大的提升热交换的效率，因此可以采用以热泵机组取代凝汽器的运行方式。这种运行方式的优点在于可以通过减少中间环节，提高余热的利用效率，同时还可以迎合国家节能减排的战略方针，整个过程绿色环保。但是其使用的缺点在于在运行的过程中，对于机组和系统的影响较大，中间操作比较繁琐，难以控制，因此在我国目前的工程当中还没有被应用和推广[3]。

延伸阅读：

热力系统优化及汽水余热回收利用等措施

锅炉烟气余热深度利用及减排技术的研究与应用

论垃圾焚烧发电项目焚烧炉、余热锅炉设备系统危险及有害因素