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烟气源热泵供热节能技术原理
时间:  2022-02-10 来源:  

空气源热泵热水器是目前世界上最先进、能效比最高的热水设备之一,它根据逆卡诺循环原理,采用电能驱动,通过传热工质把自然界空气中无法被利用的低品热能有效吸收,并将吸收回来的热能提升至可用的高品位热能并释放到水中,用来取(供)暖或供应热水。在正常工况下热泵热水机组每消耗1千瓦电能就从空气中吸收4千瓦的热量,节能效果非常显著。在全球能源供应日趋紧张的形势下,空气源热泵热水器凭借其高效节能、环保、安全、安装便捷等诸多优势,在市场上迅速得到消费者的认可,并发展成为一个节能环保的新兴产业。


(图为烟气源热泵现场图片)


1.技术原理

采用三级降温两级换热的热能梯级利用方式,利用汽水换热器和烟气源热泵将烟气中的热能(显热和潜热)全部回收利用。


2.关键技术

(1)烟气源热泵技术,利用气源热泵吸收低品位热能的特点,将气源热泵引入烟气余热回收领域,将烟气中的低品位热能回收利用,创造了气源热泵的新品种;

(2)混合降温技术,利用低温烟气做热能的载体进行换热,使气源热泵获得高效而稳定的运行条件;

(3)采用整体镀膜技术解决热泵蒸发器在烟气酸性冷凝水中的设备腐蚀问题。


3.工艺流程

采用三级降温两级换热的工艺流程,将燃气锅炉烟气中的热能梯级回收利用,特别是利用气源热泵吸收低品位热能特点,将30℃以下的烟气中的潜热回收,使低品位的热能提升至可用的高品位热能来供暖或供应热水,实现了烟气中的热能全热(显热和潜热)回收,有效地解决了空气源热泵冬季运行低效和结霜的难题。

第一级降温、换热是将120℃的烟气通过气-水换热器降至60℃,水温提升6-7℃;第二级降温是通过混合降温器将烟气从60℃降到30℃;第三级降温、换热是通过烟气源热泵将烟气降到15±5℃后排放,水温提升6-7℃。三级降温烟道串联连接,二级换热的热水管道由串联和并联组成多种运行工况。在烟气降温过程中,大部分水蒸气凝结成水,吸收烟气中的部分氮氧化物,实现了节能减排。