杨卫卫,曹兴起,何雅玲,周福

(西安交通大学热流科学与工程教育部重点实验室, 710049, 西安)

一种带中间换热器的双热源高温热泵系统

杨卫卫,曹兴起,何雅玲,周福

(西安交通大学热流科学与工程教育部重点实验室, 710049, 西安)

为了提高工业高温热泵系统的热力性能,实现对工业低温余热的高效综合回收,提出了一种带中间换热器的双热源高温热泵系统。第一级热泵以CO2为工质、以空气为热源,在超临界状态下将冷水加热到中间温度。第二级热泵以R152a(二氟乙烷)作为工质,从工业余热源吸收热量,将用水加热到所需的高温,并且在中间换热器中将CO2加热到过热状态。对该双热源热泵系统进行热力学分析,发现给定R152a在中间换热器温降的情况下,CO2存在最大的过热度,使得整个系统达到最佳运行工况。以回收50 ℃废水余热为例与单热源热泵进行比较,平均供水量是后者的两倍多,单位质量热水的耗功量减少43.2%,性能系数和火用效率分别平均提高41.9%和23.96%。

高温热泵;双热源;中间换热器;热力学分析

热泵供热技术是一种高效节能技术,在建筑、工业过程等领域有着广泛应用[1-3]。目前,常温热泵(供热温度50 ℃以下)基本成熟且已市场化,热泵技术更广阔的应用空间要靠提高供热温度来开拓。高温热泵技术通过提高蒸发温度,使无法以常温热泵技术利用的大量工业余热资源得以回收利用,同时降低了工业余热排放造成的热污染等问题,通过提高冷凝温度为相应的工业过程提供符合要求的较高的供热温度水平,拓展了热泵技术的应用空间。……