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熱源與能源管理——供熱技術系列講座之八

石兆玉教授「供熱技術」系列講座:

【供熱系統工況分析——供熱技術系列講座之一】

【大流量小溫差運行方式的利弊分析——供熱技術系列講座之二】

【節流式流量調節——供熱技術系列講座之三】

【分布式輸配系統(1)——供熱技術系列講座之四】

【水泵在變頻調速中的幾個技術問題(分布式輸配系統(2))——供熱技術系列講座之五】

【正確應用分布式輸配系統的設計理念(分布式輸配系統(3))——供熱技術系列講座之六】

【供熱系統運行與調節——供熱技術系列講座之七】

6.熱源與能源管理

6.1熱電聯產供熱的伏越性----低品位能源的合理利用

在節能技術的研究中,為了說明節能效益,常常同時從能量的質量和數量兩個方面進行分析。能量數量,一般是在同一單位(為焦耳、大卡等)下,由數量大小判斷。能量質量,則是比較能量作為能力的大小來說明。這裡所說作功能力,是指能量轉換的機械能的大小。通常機械能包括動能、勢能、推動能、膨脹能等。電能多數由機械能轉換而成。就能量而言,主要有化學能、機械能和勢能。我們行業研究的供熱空調製冷,主要研究熱能與機械能之間的轉換關係。所謂勢能的質量、品位高低,就是指熱能轉換的機械能的能力大小。衡量熱能質量或品位高低,在熱力學中通常用?的參數衡量,有時也稱為能質係數。

h0、s0、T0,分別為環境狀態下的焓、熵和絕對溫度。在一般情況下,常常把0℃,20℃作為環境狀態,此時環境狀態的絕對溫度分別為=273.16K,或 =20+273.16K。從公式看出,工質具有的熱能不能完全轉換成機械能(由表示,而必須有的T0-(s-s0)能量損失。我們研究能量轉換,最主要的目的就是盡量減少轉換過程的能量損失。

在供熱系統的研究中,常常碰到鍋爐、換熱站等傳熱設備。在這些設備的傳熱過程中,由於有能量損失,所以在傳熱過程中,做功能力都有下降。也就是說,在傳熱過程中,熱量的質量、品位或值都會降低。在這些換熱設備早,公式(6.1)有關的計算,可進一步轉化成如下計算公式(推導略):

根據上述關係式,可對熱電廠進行如下的能效分析

1)從發電效率上分析,?分析法(即能量質量)與熱量分析法(數量)是一樣的。對於小機組(發電容量為6,12,25mw)發電效率在23%與26%之間;對於大機組(發電容量為300mw,600mw)發電效率為34.5%。發電效率指做功能力,兩種分析方法本質是相同的。

2)在發電工藝中,無論汽輪機不可逆損失,還是管道、汽輪機和發電機的機械損失,熱量分析法(數量)、?(質量)分析法,其值相差不大。主要是鍋爐(熱源)、泠凝器(冷源)的數值差別很大。對於?值分析,最大的損失在鍋爐(熱源),一般在50-60%。因為在鍋爐中,燃料的理論燃燒溫度為2000℃,換熱生成的主蒸汽溫度為550℃,溫差接近1500℃,過大的溫差導致做功能力的過大損失。而冷凝器(冷源)熱量損失很大,佔45-50%,但品位低(溫度一般為36℃左右),?值損失只佔2.5-5.0%左右。因此,提高?值效率的途徑在熱源鍋爐。

3)冷凝器一端,提高?效率的潛力有限,但熱量數量的浪費龐大,而供熱行業正是吸納低品位熱量的極大領地。因此,發展熱電聯產供熱,熱量利用率一般都在70-80%以上。

6.2供熱系統各環節的參數配置

這裡主要討論熱用戶(即散熱器)供水溫度如何確定的問題,當然連帶的會涉及到熱源的供水溫度的確定問題。我國設計規範一直延用蘇聯時代的設計值,熱用戶供回水溫度為95/70℃。曾經經過一次大討論,後改為95/70℃,85/60℃並用。最近,最新一次變動,改為75/50℃。供回水設計溫度一次一次的下降,概括起來,大體上有這樣幾個原因:

1)建築外牆保溫的設置,維護結構保溫性能的改善,導致供熱負荷的減少,適當降低供回水設計溫度是應該的,

2)設計供回水溫度與運行供回水溫度的不符。由於這一原因,降低供回水設計溫度是錯誤的。作者曾多次指出,這種設設計值與運行值的不符,是因為設計的失誤與運行的失誤引起的。改正的應該是提高設計運行水平,而不是相反。如果錯誤的採取降低設計供回水溫度,設計運行中的失誤依然如故,其結果必然惡性循環。

3)我國鋼產過剩,適當增加散熱器數量無礙大局。這是無稽之談。任何時候,適當減少金屬耗量,總是應該追求的一個經濟指標,不能忘記,減少金屬耗量是節能的一個重要途徑。

4)可以降低管網熱損失。這是歐洲採用低溫供熱的重要原因。可是我國的國情與歐洲的國情有很大不同。歐洲的建築密度小,單位供暖面積的管網敷設率低,為了減少管網熱損失,採用低溫供熱是符合他們的國情的。而我國建築密度高,單位供暖面積的管網敷設率也高。在這種情況下,降低供水溫度,帶來的弊端可能更大。

5)是提高?效率的重要途徑。這一點,又陷入了一個誤區,下面就這一問題,談一些不成熟的看法。

表6.2、表6.3 給出了供熱系統有關工藝環節溫度參數的?值以及換熱過程的?效率。

誠然,能夠看出:當熱用戶供回水溫度為65/50℃(散熱器)和50/40℃(地板輻射採暖)時,與室內溫度18℃的換熱?效率分別為35.6%和44%,優於95/70℃的?效率26.7%和85/60℃的?效率29.5%。但判斷能量利用是否合理,光看熱用戶末端是遠遠不夠的。如果從供熱全系統即熱用戶、熱力站和熱源全面考察,就會發現:最大的?損失是在熱源,當熱源的供回水溫度為130/70℃時, ?效率只有26.7%,也就是說,此時?值損失了70%以上。如果為了提高熱用戶處的?效率,一味降低熱力站,熱源處的供回水溫度,則在熱源處的?損失會更低(當熱源處供回水溫度為85/60℃,?值損失近80%),顯然是不合理的。

再從絕對的?值觀察,當室內溫度為18℃,其?值為0.062,能量品位是很低的。從能量品位的合理利用分析,採用低品位的能源供熱是最合理的,上節討論的熱電聯產供熱就是一例。反之,對於區域鍋爐房,燃料燃燒後(如煤、天然氣)直接供熱,是最不合理的。但目前完全排斥區域鍋爐房供熱,也不現實。合理的做法,是盡量提高熱源供回水溫差。這樣做,雖然整個供熱系統的?效率並未提高,但帶來的好處是減少了系統循環流量,降低了管網造價,這從另一方面得到了一定彌補,總比片面降低供水溫度要全面的多。

6)吸收式熱泵供熱的需要。此內容下節詳述。

6.3 熱泵在餘熱利用中的應用

熱量從低溫向高溫傳遞的機械設備稱為熱泵。 餘熱有相當數量的品位是比較低的。為了實現低品位餘熱供熱,熱泵技術常常是不可或缺的。

6.3.1電熱泵供熱

為了節能減排,應用熱泵,特別是水源熱泵、地源熱泵進行供熱,目前正被廣泛應用。然而,並不是任何地區、任何條件下,熱泵供熱都是節能的。本文就電熱泵的應用條件、水電熱泵供熱的優勢,談一些粗淺的看法,以期引起業內同行的討論,使熱泵這一節能技術,在供熱行業得到合理應用。

1)電熱泵的應用條件

(1)熱泵的理論能效

根據《工程熱力學》 的基本原理,熱量由低溫熱源傳至高溫熱源,所用的機械稱為熱泵。熱泵和制冷機(從低溫熱源吸取熱量排向高溫熱源的機械稱為制冷機),都是按照卡諾逆循環進行的。卡諾逆循環是熱泵和制冷機的理想循環。若設蒸發溫度t0(低溫熱源)、冷凝溫度tk(高溫熱源),則熱泵和制冷機的理論能效比即卡諾逆循環的制熱、製冷係數εc、copc分別為:

在滿足供熱供冷的基本條件下,表1給出了不同的蒸發溫度和冷凝溫度時的理論制熱係數和製冷係數(即能效比)。

表6.3熱泵機組理論能效係數

從表6.3看出:蒸發溫度愈高、冷凝溫度愈低,制熱能效係數和製冷能效係數愈高,反之亦然;在同一蒸發溫度、冷凝溫度下,制熱能效係數高於製冷能效係數。卡諾逆循環的熱泵機組理論能效係數,是最高值的能效係數,因為此時的卡諾逆循環由兩個定溫循環和兩個絕熱循環組成,而且該循環是可逆的。這是熱力學第二定律告訴我們的:任何由低溫熱源向高溫熱源傳遞熱量,都不能自發進行,而必須由外界對其做功,才能完成。任何實際的熱泵機組,都不能達到上述的理論循環,其外界輸入的功都比理論值大,其能效係數都比理論值小。因此,熱泵機組的理論能效係數是最高標尺,是熱泵機組設計、運行的唯一理想目標。

(2)電熱泵的實際能效係數

熱泵由電輸入做功,稱為電熱泵;由熱量輸入做功稱為熱熱泵。無論電熱泵還是熱熱泵,它們的實際循環都不是卡諾逆循環,因此熱泵的實際能效係數都比理論能效係數低。對於電熱泵,製冷劑的冷凝過程不是定壓定溫過程,而是定壓不等溫過程;製冷劑的壓縮過程,也不是絕熱過程;由於沒有理想的膨脹機,製冷劑不能實現絕熱膨脹,只能靠節流膨脹代替;實際的蒸發器和冷凝器,都存在溫差傳熱,能量損失不可避免。特別是壓縮機,除了不能實現理想的絕熱壓縮外,還有各種機械磨損,因此,壓縮機的總效率一般在 65~75%之間。由於上述原因,實際市場上的熱泵產品, 能效係數都比理論值低。為了促進技術進步,我國2004年發布了《冷水機組能效限定值及能源效率等級》GB19577-2004 標準,部分摘錄見表6.4。在該標準里,把熱泵能效高低分五個等級。

表6.4 熱泵機組能效等級

等級1為努力目標,等級2代表節能型產品的門檻,等級3、4代表,我國目前的市場水平,等級5為淘汰產品。以舒適性空調為例,蒸發溫度在0-5℃之間,冷凝溫度約35℃左右。以等級3、4的能效係數與理論能效係數相比較,約相差35%-50%。

(3)火電熱泵的應用條件

在我國,大部分電熱泵都是用火電驅動的,因此,研究電熱泵是否節能,必須考慮火電的特點。我國火電的平均發電效率約為30%,加上電網3%的線損,進入熱泵機組的用電效率為27%、亦既1kwh電能與3.7kwh熱能等價。這就是說,把電熱泵做為一個熱源(或冷源)系統(含熱泵機組、冷凍、冷卻系統),與燒煤的熱源(或冷源)相比較,其熱泵系統的能效係數只有大於3.7時才是節能的。

一個完整的熱泵系統,因包括熱泵機組、冷凍水系統、冷卻水系統和用戶末端裝置。這些分系統,都有能量損耗,因此觀察熱泵系統的節能水平,只計算熱泵機組本身的能效係數是不夠的,必須計算整個熱泵系統的能效係數才有意義。根據《GB/T17981-2007空氣調節系統經濟運行》規定,熱泵系統能效比EERs可用下式計算 :

其中,冷凍水、冷卻水系統輸送係數指單位水泵電耗所能輸送的製冷量或制熱量。對於水源熱泵或土壤源熱泵,水的提取、回灌或循環所消耗的電能,都應包括在WTFchw中。夏天供冷,冬天供熱,冷凍水系統與冷卻水系統是通過四通閥互換的。一般情況下,冷凍水系統輸送係數取35,冷卻水系統輸送係數取30。用戶末端裝置(空調系統供熱、供冷),性能係數為8~12(前者為全空氣系統,後者為新風加風機盤管系統)。

在進行電熱泵與燒煤熱源(冷源)比較時,只把電熱泵當做熱源(或冷源)考慮,因此,在計算熱泵機組的能效比EERs時,只應計算熱泵機組的能效比EERr和冷凍或冷卻水系統的WTFchw輸送係數值(只取一個35即可)。而用戶末端裝置和管網輸送系統(夏天為冷凍水系統,冬天為冷卻水系統)的性能係數和輸送係數不必計算。今取電熱泵的能效比EERr為4.1,冷凍水輸送係數35,按公式(3)可計算出電熱泵系統的能效比EERs值為3.7。這說明電熱泵機組的能效比只有≥4.1時才是節能的。國家標準規定1、2等級的電熱泵產品為節能產品,是有道理的,因為此時電熱泵的能效比都將大於4.1以上。

通過上述討論,可以更加準確的指出:電熱泵供熱(供冷)的應用,是有條件的,並不是任何地區、任何情況下都是節能的。表3給出了我國不同地區地表水和地下水的水溫分布情況[4]。

表6.5 冷水計算溫度

從表6.5看出,對於遼寧地區,地下水溫度為6~10℃,若採用水源電熱泵供熱,其蒸發溫度為1~5℃,供熱的供水溫度以55℃(地板輻射採暖)、65℃(散熱器採暖)為宜,從表1可知,在上述參數下供熱熱泵的理論能效比在5.2~6.6之間,若考慮熱泵實際能效比只是理論能效比的0.35~0.65時,電熱泵的實際能效比只有2.6~4.3左右,多數情況小於4.1,因此,在東北地區採用電熱泵供熱是不節能的。在瀋陽地區,通過實地工程的實測,電熱泵供熱系統的能效比只有1~3,也證明上述分析是正確的。對於北京地區,採用水源電熱泵供熱,處於節能不節能的邊緣狀態,技術先進可能節能;技術落後,完全有可能不節能。從表3可以分析,黃河以南地區,採用電熱泵供熱、供冷,一般是節能的。

(4)水電熱泵供熱的優勢

用水電驅動的熱泵稱為水電熱泵。水電與火電相比較,最大的優勢是發電效率高,一般為80%左右。水力發電,主要依靠勢能(機械能的一種)轉化為電能。在水輪發電機中,最大的能量損失是機械磨損,不存在火力發電中的高溫傳熱損失、低溫冷卻損失以及工質循環過程中的不可逆損失。由於水電的發電效率高,將給水電熱泵供熱帶來的最大優勢是節能效益明顯。

若以80%計算水力發電效率,則有1kwh水電相當於1.25kwh熱能。根據公式6.5進行計算,水電熱泵機組的能效比EERr只要大於1.3就是節能的。考察表6.3、表6.5就會得出結論:在我國任何地區,凡採用水電熱泵供熱都是節能的,因為無論在任何情況下,水電熱泵機組的能效比都遠大於1.3。

目前,對水力發電最大的爭論是對生態的影響。我國經過三峽工程的實踐,對興建大壩已經有了很多正反面的經驗,相信在未來的水力發電的工程建設中,一定會有更多的創新。目前,我國在不少的水力發電工程中,採用打隧道的辦法代替大壩興建,只要設計合理,完全可以將生態的影響減少到最小的程度。除生態影響外,還有冬季枯水季影響發電量的問題。這些,只要通過負荷的合理配套,都是不難解決的。總之,我國有豐富的水力資源,特別是西部地區,至今尚未充分開發。相信隨著國家經濟實力的不斷增強,大力發展水電資源的春天一定會到來。

2)在我國西南地區應用水電熱泵供熱的優勢

我國西南地區地處黃河以南,至今沒有成套的供暖設施。按照氣象條件考慮,該地區的設計室外供暖溫度應該在-12~-6℃之間,供暖時間為120天至170天之間。隨著我國經濟實力的增強,人民生活水平的提高,該地區人民生活的供暖需求迫在眉睫,但這裡缺煤、缺油、缺氣,有的是豐富的水力資源和太陽能資源。近幾年來,業內人員,一直在關心該地區供暖方式的研究。根據前述的討論,作者認為該地區最理想的供暖方式應該採用太陽源水電熱泵供熱。

(1)氣象條件

這裡所說的我國西南地區,主要是指西藏的拉薩、雲南的香格里拉(德欽地區)和四川的阿壩、甘孜地區。其氣象條件見表6.6所示。表6.6的數據,是根據文獻[6]《嚴寒和寒冷地區居住建築節能設計標準》摘錄的,該地區屬於寒冷地區Ⅱ(A)和嚴寒地區Ⅰ(C)範圍,不但天氣寒冷,而且供暖時間長,儘快解決居民的供暖問題,已到了刻不容緩的地步。

表6.6 室外氣象參數

(2)能源資源狀況

該地區(指拉薩、香格里拉、甘孜、阿壩)自然資源缺煤、缺油、缺氣。據了解,國家「十二五」規劃,將長輸天然氣管線進入該地區。 該地區地處雅魯藏布江、金沙江、大渡河和雅礱江流域,有豐富的水力資源。據統計,西藏的水力資源佔全國第一。僅雅魯藏布江可開發的水力資源就佔全西藏水力資源的83.7%,其發電能力約47,375.3Mw。到2003年,全西藏裝機水力發電能力約156Mw,根據自治區電力規劃,遠期全區水力發電能力將達2000Mw。全區工業不發達,水電負荷主要用於民用。雲南省香格里拉,至2009年,水電裝機能力300Mw,主要用於德欽市(香格里拉地區首府,城市人口20萬)的民用,目前水電供大於求。四川阿壩和甘孜兩個藏族自治州,共有19個縣,流經該地區的金沙江、大渡河和雅礱江有豐富的水電資源,預計2012年可建成4000~8000Mw(400~800萬kw)的水力發電機組,相當於三峽水力發電的1/3~2/3(三峽發電量為12800Mw即1280萬kw)。

該地區,特別是西藏拉薩地區,天氣透明度好雲量少,日照時間長,具有豐富的太陽能資源。拉薩地區各季日照率高達77%,全年總太陽輻射值達7782MJ/m2 ,利用太陽能供暖,有很大的發展遠景。其他地區,香格里拉、阿壩、甘孜,各季日照率都在58%~67%之間,太陽能資源的利用,也都有相當客觀的發展前景。

(3)優先採用太陽源水電熱泵供熱

供熱行業是一個能源消耗較大的行業。各地供熱方式的確定,一個重要的原則,應該與當地能源結構的特點相匹配。我國西南地區(拉薩、香格里拉、甘孜、阿壩等)的能源結構特點是缺煤、缺油、缺氣,但有豐富的水力資源和太陽能資源。自從火車進藏以來,煤價有所下降,但拉薩煤價仍比內地每噸貴800元,且燒煤嚴重污染大氣環境,與這一地區是我國旅遊聖地直接相悖。因此,大量採用燒煤供熱是不適宜的。國家「十二五」規劃期間,青海天然氣的輸氣管線將進入該地區,因此在水電資源不能滿足需求的情況下,適當發展一些燃氣供熱是可以的,但從長遠考慮,燃氣雖比燃煤對大氣污染的影響小一些,但比起水電、太陽能這類清潔能源來說,還是不可比擬的。通過上述分析,該地區最好的供熱方式,應該是水電與太陽能相結合的供熱方式。

近幾年來,經業內技術人員的研究,我國西南地區靠太陽能集熱,可滿足該地區冬季供暖需求的1/3熱負荷。根據這一特點,優先採用太陽源水電熱泵供熱是最佳方案。參考文獻 ,提出的太陽源熱泵供熱方案可見圖6.5所示。

圖6.5 空氣太陽源水電熱泵供熱系統

圖6.5中P1~P6為系統各區段的循環水泵。該供熱系統的基本思路是以太陽源水電熱泵為供熱的主熱源,太陽能集熱系統的集熱與空氣源水電熱泵的集熱為主熱源的太陽能熱源,基本目的是盡量提高太陽源水電熱泵的蒸發溫度,進而提高其機組的能效比。

在冬季供熱期間,開始供熱初期和臨近供熱末期,依靠太陽能集熱系統的集熱,和太陽源水電熱泵加熱即可使室內供熱系統達到要求的供水溫度(一般在45℃~50℃)。此時空氣源水電熱泵停止運行。 隨著室外溫度的降低,供暖熱負荷的增大,上述供熱方式不能滿足室內熱負荷需求時,啟動空氣源水電熱泵系統。太陽源水電熱泵系統的供水溫度(冷凝側)按照45℃~55℃(室內為地板輻射採暖)、或55℃~65℃(室內為散熱器採暖)之間運行。當太陽能儲熱水箱中的水溫達到上述水溫要求時,則由太陽源水電熱泵和太陽能儲熱水箱共同向室內系統供熱,否則,太陽源水電熱泵單獨向室內系統供熱。為了充分利用太陽能熱量,在設計中,將室內供暖系統的回水先進入太陽源水電熱泵系統的蒸發器側,藉此提高蒸發溫度,降低返回太陽能儲熱水箱的回水溫度。在最寒冷季節,光靠太陽能采熱系統已滿足不了室內供暖負荷時,啟動空氣源水電熱泵,將提升的熱水儲入低溫水箱,並與室內供暖系統的回水混合進入太陽源水電熱泵的蒸發器側。在夜間和陰雨天時,依靠太陽源水電熱泵和太陽能儲存水箱的儲熱聯合供熱,供熱量不夠時,啟動空氣源水電熱泵。這樣,就可利用熱泵提升的熱量,補充太陽能采熱量的不足,實現整個供暖季供熱量與需熱量的平衡。

利用太陽能集熱系統集熱和空氣源水電熱泵集熱,可將儲熱水箱的水溫提升至不低於20℃~35℃之間,則可保證太陽源水電熱泵機組的蒸發溫度在10℃~15℃之間運行,冷凝器側的供水溫度保持在45℃~65℃,參考表6.3、表6.4,熱泵的實際能效比可達3~5之間,節能的效益是非常明顯的。

太陽源水電熱泵供熱系統,完全可以設計成分布式循環系統,這樣節電效益更明顯,更有利於提高系統的能效比。由於西南地區,城市規模不大,建築密度較小,建築容積率不高等特點, 太陽源水電熱泵供熱系統應以中小型規模為主,必要時可與被動式太陽房或蓄熱型電暖器供熱相結合,充分體現經濟性和靈活性,更好滿足當地居民的供暖需求。

這裡介紹的太陽源水電熱泵供熱,除了充分發揮水電的優勢外,另一特點是利用太陽源(含空氣源)熱泵代替水源熱泵和土壤源熱泵。西南地區另一優勢是有豐富的太陽能資源。如果不充分利用用之不竭的太陽能,而是煞費苦心向底下水要熱,向土壤要熱,實際上是一種捨近求遠,本末倒置的做法。據介紹,西南地區的地表水溫為8℃,地下水溫(80m深)為11℃,如果採用水源熱泵,蒸發溫度只有6℃左右(土壤源熱泵也接近如此),比利用太陽源熱泵的蒸發溫度低了很多(約10℃~15℃),顯然系統能效比不高,節能不顯著。這說明,西南地區,利用太陽源熱泵遠比利用水源熱泵、土壤源熱泵更為有效。

就全國而言,同樣存在類似的問題:盲目推廣水源熱泵、地源熱泵的浪潮,仍然存在。多少年前,人們善良的忠告,沒有起到作用。至今,不少地區開始嘗到了惡果:地下水位急劇下降,地下水不斷污染,區域地質變壞………!所有這一切,開始使一些業內人士有所感悟。近年來,我們在節能減排的大趨勢下,深深感到,在全國範圍內無論工業行業,還是工藝過程,都存在著大量餘熱,白白浪費,無人過問。有志者,應向地面的餘熱要熱!只一味向地下要熱,是一種目光短淺行為!只要理念更新,技術創新,節能的道路是非常廣闊的。

6.3.2熱熱泵---吸收式熱泵供熱

熱熱泵一般指溴化鋰吸收式熱泵。熱媒可以是蒸汽,也可以是熱水。主要由發生器、蒸發器、冷凝器、吸收器和節流裝置等 。在發生器溴化鋰溶液被熱水或蒸汽加熱,水蒸發為汽,在經過冷凝,蒸發等過程,實現製冷制熱過程。其中溴化鋰溶液中的水為製冷劑。

目前利用吸收式熱泵供熱,已有不少實際工程。主要工作原理:是在熱電廠首站,利用發電機組泠凝器中的冷卻水(約35℃)和汽輪機低壓抽汽,通過吸收式熱泵,板換組合,產生130/25℃的高溫熱水,向供熱系統供熱。各熱力站同樣通過吸收式熱泵和板換組合,將135/25℃的一級網參數交換成65/50℃的二級網供回水溫度供熱。

吸收式熱泵供熱的最大優點是充分利用冷凝器冷卻水和汽輪機低壓抽汽產生130/25℃高溫熱水供熱,不但合理利用了低品位熱能,而且大大增加了供回水溫差(溫差為105℃),進一步提高了管網供熱的輸送能力,其節能效果和經濟效果明顯。

吸收式熱泵供熱的熱電廠首站和各換熱站的工藝流程見圖6.6和圖6.7。

圖6.6 熱電廠首站吸收式熱泵機組流程

圖6.7 吸收式熱泵熱力站流程

通過效率計算,熱電廠首站的效率為1.66,熱力站效率為0.78.全供熱系統的效率接近1.0,總體評估,熱量利用率是合算的。

但應該指出,溴化鋰溶液在熱泵循環過程中,其溶液必須在58-62%之間,否則結晶。這就限制了其優勢的發揮。應該開發更有效的熱泵機組。也因同樣原因,在濃度在62%時,過熱水蒸氣溫度為96℃,這就限制了二級網供水溫度不能過高(一般為65℃),否則熱泵供熱系統不能正常運行。為此應單獨進行系統設計,不應「因噎廢食」,整體降低供水溫度。

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