浅谈余热利用热泵

循环效率：
➢ 能量平衡
Tg Q g
Qe
热驱动 制冷系统
Q gQ ePQ aQ c T0
由于
PQ g， Q e， Q a， Q c
P泵
Qa Qc
Te
故能量平衡方程可写成
QgQeQaQc
➢ 热力系数
Qe Qg
能源前沿技术之余热利用
5-4热驱动制冷热泵循环实T质 Q g
热驱动制冷机：
Tg
循环效率：
场 所
温余热进行制热，替
代原来的锅炉，一个
采暖季节省蒸汽4万 吨/年，节能效益近
500万。
能源前沿技术之余热利用
5-3 热泵工程实例
利用废热水供热系统
排烟
天燃气
一类热泵 95 ℃ 供
发生器 冷凝器
热
采暖水
场
蒸发器 吸收器
所
70 ℃
45 ℃ 废热水 55 ℃
在北方冬季采暖换 热站采用天燃气驱 动直燃型一类热泵 ，利用工艺生产中 废热水的低温余热 进行制热，替代原 来的燃气锅炉，供 暖气片采暖。
能源前沿技术之余热利用
5-2 第二类溴化锂吸收式热泵
流程
能源前沿技术之余热利用
5-2 第二类溴化锂吸收式热泵
能量平衡
冶金/制药/化 工废蒸汽/热水 原油分离水 地热水 …….
能源前沿技术之余热利用
区域采暖 卫生热水 高温蒸汽/热水
工艺加热 …….
冷却塔回水 地下水
…….
5-2 第二类溴化锂吸收式热泵
能源前沿技术之余热利用
5-3 热泵工程实例
利用热泵回收联合站污水余热向采暖区供热
二类热泵
发生器
冷凝器
蒸发器
吸收器
21 ℃
冷却水
15 ℃
55 ℃
污水 60 ℃ 65℃ 采暖水
80 ℃
回灌地下 联合站 供热场所
冷 采用原油开采 却 的分离污水为 塔 驱动热源，通
过二类热泵产 生热水供冬季 生活区和工厂 的采暖。替代 原有的原油加 热炉。
浅谈余热利用热泵
能源前沿技术之余热利用
第4讲 余热热泵
5-1 第一类溴化锂吸收式热泵 5-2 第二类溴化锂吸收式热泵 5-3 工程实例 5-4 热驱动制冷热泵循环实质
能源前沿技术之余热利用
余 热 热 泵
能源前沿技术之余热利用
5-1 第一类溴化锂吸收式热泵
流程
热水
能源前沿技术之余热利用
热水
废热
升温曲线
能源前沿技术之余热利用
5-2 第二类溴化锂吸收式热泵
结构类型
常规结构
能源前沿技术之余热利用
5-2 第二类溴化锂吸收式热泵
结构类型
倒置结构
能源前沿技术之余热利用
4-2 第二类溴化锂吸收式热泵
结构类型
二段型结构
能源前沿技术之余热利用
5-3 热泵工程实例
利用油田废热水余热的供热系统
能源前沿技术之余热利用
5-4热驱动制冷热泵循环实质
热驱动制冷机：
制冷剂循环
溶液循环
能源前沿技术之余热利用
热力压缩机
5-4热驱动制冷热泵循环实质
热驱动制冷机：
能源前沿技术之余热利用
5-4热驱动制冷热泵循环实质
热驱动制冷机：
能源前沿技术之余热利用
5-4热驱动制冷热泵循环实质
热驱动制冷机：
Qc
➢ 对于可逆循环
s0
Ta Tc
Qa
sQgQeQaQc 0 Tg Te Ta Tc
Te
Qe
一般情况下 Ta Tc 故
Qg Qe Qg Qe
Tg Te
Tc
s
QgTT ggTT c c QeTT c cTT e e
idQ Qge
TgTc Tg
Te Tc T
➢ 热力完善度
idQ Qg e TgTgTcTcT eTe
能源前沿技术之余热利用
5-4热驱动制冷热泵循环实质
热驱动制冷机：
溶液循环
解吸 吸附
制冷剂循环
热驱动制冷循环是正循环和逆循环的组合
能源前沿技术之余热利用
5-4热驱动制冷热泵循环实质
热驱动二类热泵也是正循环和逆循环的组合：
热泵
热机
能源前沿技术之余热利用
谢谢
蒸汽0.5MPa
锅 炉
在一个油田换热站采 用6台单机7700KW的
一类热
蒸汽型一类热泵进行
凝水
泵
85 ℃
供 制热，替代原来的原
发生器 冷凝器
热 油加热炉，年节省原
蒸发器 吸收器
Байду номын сангаас采暖水
场 所
油5600吨/年，节能
65 ℃
效益上千万。目前溴
35 ℃ 废热水 45 ℃
化锂吸收式第一类热 泵机组已在采暖和工
回灌地下 联合站
艺上得到广泛应用。
能源前沿技术之余热利用
5-3 热泵工程实例
利用冷却循环水余热的供热系统
蒸汽0.5MPa
锅 炉
一类热泵
凝水
80 ℃
发生器 冷凝器
采暖水
蒸发器 吸收器
65 ℃
29 ℃ 废热水 35 ℃
在一个工厂冬季采暖
换热站采用3台单机
6500KW的蒸汽型
供 一类热泵利用工艺生
热 产中冷却循环水的低
能源前沿技术之余热利用
5-3 热泵工程实例
橡胶工艺二类热泵系统
大庆石化总厂化工 厂应用的一台300 万kcal/h用在橡胶 生产工艺的化工多 组分驱动二类热泵 机组每年节省蒸汽 6.4万吨。冷却水 用量仅为原系统用 量的50％。节能效 益超过600万人民 币/年。
能源前沿技术之余热利用
5-3 热泵工程实例
列
管
冷却水
冷
凝
器
70℃凝液
列
冷却水
管 冷
凝
器
40℃
凝液储罐
102.5℃
95℃
橡 胶 凝 聚 釜
蒸汽 胶液
能源前沿技术之余热利用
5-3 热泵工程实例
电站锅炉
汽轮机
0.5MPa 汽轮机抽汽
80℃
供 热 站
55℃
换热 120℃ 机组 90℃
60℃
吸收式 热泵
凝水回锅炉 80℃
30℃
40℃
凝汽器
电厂 冷却塔
丁二烯工艺用二类热泵系统
能源前沿技术之余热利用
采用丁二烯生产 工艺的废气为驱 动热源，通过二 类热泵产生高温 热水在蒸汽闪发 器中闪发，产生 0.25MPa蒸汽， 供生产工艺使用 。冷却水用量仅 为原系统用量50 ％。
5-3 热泵工程实例
回循环冷却水系统 36℃
30℃ 来自工厂的循环冷却水
汽提气96.5℃
机型——蒸汽型
采用0.2～0.8MPa 的蒸汽作为驱动热 源的蒸汽型第一类 溴化锂吸收式热泵 机组。根据运行工 况的不同制热COP 为1.75～1.85
能源前沿技术之余热利用
5-1 第一类溴化锂吸收式热泵
机型——烟气型
采用烟气废热作为 驱动热源的烟气型 第一类溴化锂吸收 式热泵机组。制热 COP值为1.75～1.85
能源前沿技术之余热利用
5-3 热泵工程实例
利用废热水制取热水加热原油系统
排烟
天然气
70 ℃
一类热泵
90 ℃
原
发生器 冷凝器
油
采暖水
换
蒸发器 吸收器
热
70 ℃
器
42 ℃ 污水
55 ℃
55 ℃
原 油
在采油厂联合站利用 采油分离污水的热量 ，采用天然气驱动直 燃型一类热泵制取热 水加热原油，便于原 油长距离输送，替代 原来的燃气加热炉。
5-1 第一类溴化锂吸收式热泵
能量平衡
燃油/燃气 中压蒸汽 高温热水 高温烟气 …….
能源前沿技术之余热利用
原油分离水 城市下水处理水 河水/海水/冷却水 地热水 …….
区域采暖 卫生热水 游泳/养殖池温水 工艺加热 …….
5-1 第一类溴化锂吸收式热泵
升温曲线
能源前沿技术之余热利用
5-1 第一类溴化锂吸收式热泵