不同运行参数下的吸收式热泵系统性能研究

(华阳电业有限公司，福建 厦门 361000)

0 引 言

吸收式热泵以输入的高品质热能作为驱动能源，从低温热源回收低品位热量，并连同高品质热量传递给热网水[1]，其流程图如图1所示，吸收式

图1 吸收式热泵原理图

热泵由发生器、冷凝器、吸收器、蒸发器组成[2]。文中以某200 MW吸收式热泵机组为例进行现场实验，对不同运行参数下的系统性能进行了研究。

1 试验机组与设备

机组为蒸汽驱动的溴化锂吸收式热泵。具体技术参数见表1。

表1吸收式热泵性能指标

参 数数 据热泵台数8单台抽汽压力(MPa)0.4单台抽汽温度(℃)250单台额定采暖抽汽量(t/h)600驱动蒸汽量(t/h)300进热泵热网水流量(t/h)10000

2 热泵性能受背压的影响

通过对该吸收式热泵机组的实验测试，得到吸收式热泵热网水进出口温度与背压之间的关系(如图2所示)，以及热泵吸热量、COP值随背压的变化曲线(如图3所示)。

图2 进出口水温随背压变化的关系曲线

图3 热泵吸热量、COP值随背压的变化曲线

从图2中可以看出，机组背压增加，进出口水温随之增加，进口水温基本维持在30～34 ℃范围内，随着背压由6.2 kPa增加到11.5 kPa，出口水温由44 ℃增加到53 ℃，另外，可以观察到，吸收式热泵进出口温度随背压增加呈线性变化趋势，用Origin软件进行线性拟合，得到进出口水温线性拟合公式如下：

y=0.74x+25.30(R2=0.88)

(1)

式中,x为机组背压，kPa；y为热泵进口水温, ℃。

y=1.86x+31.46(R2=0.94)

(2)

式中,x为机组背压，kPa；y为热泵出口水温，℃。

从图3中可以看出，机组背压增加，吸收式热泵吸热量明显增加，当背压从6.2 kPa增加到11.5 kPa时，吸热量增加了30 MW，COP由1.2增加到1.35，其线性拟合公式如下：

y=5565x+15473(R2=0.97)

(1)

式中,x为机组背压，kPa；y为热泵吸热量, kW。

y=0.03x+1.0(R2=0.90)

(2)

式中,x为机组背压，kPa；y为热泵COP值。

3 热泵性能受水流量的影响

吸收式热泵COP与热网水流量之间的关系如图4所示。可知，热泵COP随热网水流量的增大而增大，水流量从5 000 t/h增加到10 000 t/h，COP增加约0.6，因此，增加吸收式热泵流量有利于增加机组的整体性能。

图4 热网水流量与COP变化的关系曲线

4 结束语

文中对热泵的进出口水温、吸热量及COP值随机组背压的变化关系进行了实验研究和线性拟合，发现当机组背压每上升1 kPa时，吸收式热泵出口温度增加1.86 ℃，吸热量增加5 565 kW，COP增加0.03；吸收式热泵的循环水流量越大，COP值越大，因此，增加水流量可以使吸收式热泵性能得到明显提升。

5 展望

吸收式热泵可以利用少量高品质的热量或者电能驱动，用来从低温热源吸收热量，这种运行模式可有效利用低温余热，提高系统一次能源利用率，因此，吸收式热泵机组在集中供热系统或者分布式能源系统中均有较广泛的应用[3-4]，大力开展针对吸收式热泵的性能研究，包括增加系统吸热量，降低系统自身能耗等，具有重要的理论价值和工程意义。