基于蒸汽压缩技术的热泵蒸汽系统热力性能分析

摘要

热泵蒸汽技术相比电锅炉及燃煤、燃气锅炉制取蒸汽,具有更高的一次能源利用效率,并且不产生CO2和NOx,符合我国节能环保发展战略.本文提出一种基于蒸汽压缩技术的热泵蒸汽系统,采用两级冷凝直接制取低压蒸汽,再通过蒸汽压缩升压至0.7MPa.并基于EES软件建立数值模型,分析冷凝温度Tcond、蒸发温度Tevap、经济器温度Tecon、喷气率βg对冷媒压缩机功耗Wrefri、蒸汽压缩机功耗Wvapor和系统能效系数COP的影响.结果如下:基于蒸汽压缩的热泵蒸汽系统,制取165℃的饱和蒸汽,在Tevap为50℃、Tcond为93℃时,系统COP为2.996,制取1t蒸汽消耗功率仅为247kW·h;系统COP随Tevap的升高逐渐增大,但是Tevap的升高需要更高的热源温度;蒸发温度不变时,系统存在最佳的Tcond、中间冷却温度Tecon和喷气率βg,当蒸发温度Tevap为50℃,最佳冷凝温度Tcond为93℃时,最佳经济器温度Tecon为65℃,最佳喷气率βg为0.13.