什么是压缩式大温差换热机组?

  • 来源:热泵
  • 关键字:压缩式,大温差,换热机组
  • 发布时间:2023-08-11 09:38

  大温差换热技术能够降低供热侧回水温度,提高温差,减小管道投资和输配泵耗,有利于深度回收热源余热和长距离输热,降低供热系统能耗。随着越来越多的大温差换热项目的实施,出现了多种新型降温技术。

  大温差换热技术中,吸收式换热占主导地位。随着市场的不断扩大,国家标准《吸收式换热器》也于2021年10月正式实施,进一步规范了吸收式换热市场。

  吸收式换热机组(即国标中的“吸收式换热器”)是一种由热水型吸收式热泵与常规换热器集成一体的换热装置,充分利用了一次水和二次水之间的传热温差,零能耗实现一次回水的降温。

  吸收式换热机组创造性的将一次水的热量分为高中低三段,充分利用了一次水和二次水之间的传热温差,实现了一次回水温度的大幅降低,明显低于二次水回水温度,并且零能耗实现了该功能。这是吸收式换热机组的最大的优势。

  压缩式大温差换热机组以压缩式热泵为核心,降低一次回水温度。这种技术与吸收式换热机组最大的不同在于需要引入外部电力作为驱动能源。

  在换热站内应用的压缩式大温差换热机组由压缩式热泵和换热器组成。高温一次供水先进入换热器降温,再进入压缩式热泵降温,实现一次水的低温回水。这种流程浪费了一次水和二次水的传热温差的做功能力,需要制冷降温时,只能消耗额外的电力驱动,运行费用大幅度升高。

  由此可见,在换热站直接应用压缩式大温差换热机组是不合理的。但是从设备性能考虑,电力驱动的压缩式大温差换热机组具有三个明显的优势:

  第一,压缩式大温差换热机组的制冷能力不受限制,能够实现很低的回水温度。电能的品位非常高,驱动能力很强,一次水的降温幅度不受限制(不结冰即可)。吸收式换热机组虽然可以零能耗做功,但热网水供水温度也就在100℃左右,做功能力较弱,一次回水降温幅度受限。如果需要更低的回水温度,零能耗的热水驱动吸收式换热机组无法实现。

  第二,电能取用方便,且随着绿色电力的普及,电力应用受到鼓励。在零能耗的热水型吸收式换热机组性能受限、一次回水温度较高的前提下,也可以采用高品位的燃气补充驱动继续降温,但燃气使用受限,很多场合没有燃气供应,且有新增排放。电力没有这些问题,所有的换热站都有电力接入,扩容简单,适用性更强。

  第三,压缩式热泵的余热比例高,在低温热足够多的场合,使用压缩式热泵的经济性优于吸收式热泵。

  由此可见,压缩式大温差换热机组具有比较明显的优势,在特定场合有很好的应用前景。

  适用场景一:作为热水型吸收式换热机组的补充。举例来说,某个换热站一次出水的目标温度是25℃,但外部参数较差,热水型吸收式换热机组只能将一次水降温至30℃,可以采用压缩式大温差换热机组进一步降温,满足回水温度25℃的目标。

  使用场景二:使用热网回水给附近的小区供热,进一步降低回水温度。这时没有一次供水做驱动能源,可以使用压缩式大温差换热机组,吸收热网回水的热量加热二次网,降低一次回水温度。是否配置换热器,需要根据热网回水和二次水温度的温差确定。与很多没有热源的小区采用空气源热泵的方式相比,采用热网回水做余热源,既降低了回水温度,又提高了热泵COP,降低了运行成本和设备成本,优势明显。

  使用场景三:中温工业余热供热。例如60℃的工业余热供暖,如果加热至高温一次水温度,需要大量高品位热源,不如直接将余热水引入换热站,通过压缩式大温差换热机组多回收余热热量,降低余热回水温度,从而拉大余热水的温差,减小管道投资和输送泵耗。

  综合而言,在换热站内改造时,本身存在较大的传热温差,热水型吸收式换热机组的优势非常明显,应当优先采用;如果降温幅度不够,再根据换热站内能源情况,引入燃气或压缩式大温差换热机组做补充。在没有其他驱动能源或低温热较多的场合,考虑到电力取用方便、压缩式热泵COP高等特性,也适合单独使用压缩式大温差换热机组。

  压缩式大温差换热机组是大温差换热技术大发展的背景下出现的新技术,在适合的场景应用,具有很好的大温差效果,经济性良好,合理使用会产生巨大的经济效益和社会效益,市场前景较好。

  文/低碳传动器

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