中文摘要:本研究形成了低温地热压缩吸收式热泵新技术,完成了压缩吸收式热泵系统模拟及性能分析、降膜发生和降膜吸收过程传热传质机理研究和试验研究、压缩吸收式热泵蒸汽压缩过程特性及影响因素分析以及带能量回收的压缩吸收式热泵试验系统研究等内容,通过对系统的核心设备包括垂直降膜发生器和吸收器的试制以及氨压缩机及相关配件的购置,模拟低温地热工况,最终建成了一套50kW压缩吸收式热泵系统。对压缩吸收式热泵系统的热力过程进行了模拟计算,分析得到系统COP随着压缩机的压缩比的变化存在一个最佳值,系统的合理浓溶液浓度范围在65%—70%之间;模拟并实验验证了氨水溶液垂直降膜传热传质过程,得出获得换热器最佳的传热传质效果所需的稀溶液流量在1.4-1.6m3/h;还通过理论模拟和实验验证证实了压缩吸收式热泵具有较高的制热系数,在40℃的热源温度、70℃的制热温度条件下,系统实际制热量可达60kW,试验测试的COP可达4.5,性能较压缩式热泵提升22%;从理论和试验均验证了在热源温差越大,系统性能可以得到一定改善,压缩吸收式热泵用于回收地热尾水的能量,试验测试热源温差可达13℃,实现地热尾水排放温度降至27℃,地热尾水回收利用率可达52%。研制开发的压缩吸收式热泵系统符合我国国情,针对目前排放的40℃左右的地热尾水资源,为我国低温地热资源的综合梯级利用提供技术支撑,同时也显著提高我国在地热热泵技术领域的国际竞争力。 近期,由中科院广州能源研究所承担的国家863课题“低温地热压缩吸收式热泵系统及关键技术研究”取得新的进展。
在项目协作单位山东富尔达空调设备有限公司的积极配合下,建成了50kW压缩吸收式热泵试验装置,经过近一个月的测试运行,获得一批重要的实验数据,试验研究结果表明压缩吸收式热泵试验装置各项技术指标高于国内同类产品。该试验装置针对目前排放的30-40℃的地热尾水资源,为我国低温地热资源的综合梯级利用提供技术支撑,同时也显著提高我国在地热热泵技术领域的国际竞争力。
至此,本项课题所有研究任务已按照合同书制定的计划进度全部完成,课题取得了一系列具有自主知识产权的核心技术,申请国家专利5项,发表高水平学术论文7篇,首次在国内建成的50kW压缩吸收式热泵试验装置已成为广州能源所和山东富尔达公司共建的地热能联合研发中心的重要合作成果,当地电视台对该项目进行了专访。
下一步,项目组将进一步完善机组性能,实现模块化热泵机组的研制开。 |
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