低溫余熱回收技術(shù)

1、低溫余熱回收技術(shù)低溫余熱回收技術(shù)熱泵節(jié)能技術(shù)熱泵節(jié)能技術(shù)時(shí)間時(shí)間:2007102011:23:19來(lái)源來(lái)源:原創(chuàng)作者作者:劍氣書(shū)生1引言在工業(yè)生產(chǎn)中，不但需要大量能源，而且產(chǎn)生和浪費(fèi)了大量各種型式的余熱，特別是低溫位余熱。實(shí)踐證明，低溫余熱完全可以作為二次能源開(kāi)發(fā)和利用，其中采用熱泵技術(shù)就是重要方法之一。近年來(lái)，國(guó)外熱泵技術(shù)已成功地應(yīng)用于許多工業(yè)部門(mén)，并取得了良好的節(jié)能效果。我們知道，熱量可以自發(fā)地從高溫物體傳遞到低溫物體，但不能自發(fā)地

2、沿相反方向進(jìn)行傳遞。然而，根據(jù)熱力學(xué)第二定律，若以機(jī)械功作為補(bǔ)償條件，熱量也可以從低溫物體轉(zhuǎn)移到高溫物體中去。熱泵就是根據(jù)這一定律，靠消耗一定能量(如機(jī)械能、電能)或使一定能量的能位降級(jí)，迫使熱量由低溫?zé)嵩?物體)傳遞到高溫?zé)嵩?物體)的機(jī)械裝置。熱泵的工作原理與制冷機(jī)相同，只是目的不同而已。用于供冷的稱(chēng)制冷機(jī)；用來(lái)供熱的則稱(chēng)熱泵，二者均按逆卡諾循環(huán)方式工作。2熱泵的分類(lèi)利用熱泵的工作有二：一是使低溫余熱的溫位提高，使之獲得較高溫度后的

3、熱源能用于工藝過(guò)程，這種熱泵稱(chēng)為溫度提高型熱泵。二是將低溫?zé)嵩吹挠酂醾鬟f給高溫?zé)嵩?，滿足整個(gè)系統(tǒng)能量平衡的需要，這種熱泵稱(chēng)為熱量獲得型熱泵。熱泵按其工作原理還可分為蒸汽壓縮式熱泵、吸收式熱泵、化學(xué)式熱泵三大類(lèi)。壓縮式熱泵按其介質(zhì)的循環(huán)方式可分為開(kāi)式熱泵和閉式熱泵。不同類(lèi)型熱泵的工作原理是不相同的，蒸汽壓縮式熱泵按其工作原理又可分為機(jī)械壓縮式和蒸汽噴射壓縮式兩種?；瘜W(xué)式熱泵目前還處于探索、研究階段。這里主要介紹蒸汽壓縮式熱泵的機(jī)理、節(jié)能原

4、理及其在化工中的應(yīng)用前景。3熱泵工作原理3.1機(jī)械壓縮式熱泵的工作原理低溫蒸汽通過(guò)壓縮機(jī)吸收外功后，提高其溫位者稱(chēng)機(jī)械壓縮式熱泵。由于壓縮機(jī)的壓縮比一般都比較大，故余熱溫位可以得到較大提高，這種熱泵屬溫度提高型熱泵，其工作原理如圖1所示。構(gòu)成機(jī)械壓縮式熱泵的主要部件有蒸發(fā)器2、壓縮機(jī)3、冷凝器4、膨脹閥(節(jié)流閥)6等。所用循環(huán)工質(zhì)均為低沸點(diǎn)介質(zhì)，如氟利昂、氨等。機(jī)械壓縮式熱泵系統(tǒng)的工作過(guò)程如下：低佛點(diǎn)工質(zhì)流經(jīng)蒸發(fā)器時(shí)蒸發(fā)成蒸汽，此時(shí)從低

5、溫位處吸收熱量，來(lái)自蒸發(fā)器的低溫低壓蒸汽，經(jīng)過(guò)壓縮機(jī)壓縮后升溫升壓，達(dá)到所需溫度和壓力的蒸汽流經(jīng)冷凝器，在冷凝器中，將從蒸發(fā)器中吸取的熱量和壓縮機(jī)耗功所相當(dāng)?shù)哪遣糠譄崃颗懦?。放出的熱量Q就傳遞給高溫?zé)嵩?，使其溫位提高。蒸汽冷凝降溫后變成液相，流經(jīng)節(jié)流閥6膨脹后，壓力繼續(xù)下降，低壓液相工質(zhì)流入蒸發(fā)器，由于沸點(diǎn)低，因而很容易從周?chē)h(huán)境吸收熱量而再蒸發(fā)，又形成低溫低壓蒸汽，依此不斷地進(jìn)行重復(fù)循環(huán)。此時(shí)，若將蒸發(fā)器放在盛水的容器中，蒸發(fā)器內(nèi)的

6、低沸點(diǎn)介質(zhì)，就吸收水中的熱量，使水溫不斷下降而成冰水(甚至結(jié)冰)。吸收了周?chē)h(huán)境熱量的蒸汽再進(jìn)入壓縮機(jī)，供給壓縮機(jī)以功(機(jī)械功或電能)而驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)不斷運(yùn)行，如此循環(huán)往復(fù)不斷，就能使低溫?zé)崃窟B續(xù)不斷地傳遞到高溫?zé)嵩刺?，以滿足工藝和其他方面的需要，從而使難以直接利用的低溫位熱能得到有效的利用，達(dá)到節(jié)能目的。故熱泵是一種充分利用低品位熱能的高效節(jié)能裝置。當(dāng)熱泵采用電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)時(shí)，其經(jīng)濟(jì)性主要取決于熱泵的實(shí)際制熱系數(shù)φe與當(dāng)?shù)貙?shí)際電熱比價(jià)K的大小