吸收式热泵本文设盘利用吸收式热泵系统回收啤僭厂酿造中产生的废热，尼于加热投糕用水．这对年产4×10't啤酒的工厂，年均可节约原煤>500t．一目前，一些啤酒厂对酿造中产生的大量二次蒸汽未加以利用，造成了能源浪费．现以4×10t／Y啤酒厂工艺设计为依据进行讨论．该广糖化车间的热量消耗和可利用的低温热源，如表1所示．表1从表1可知，煮褥时二次蒸汽带走的热量占总加热蒸汽热量的41．I，这是一个相当大的数字，为变废为宝、节约能源，笔者认为可采用热泵系统回收废热，将回收的热量用于加热投料用水．二，热泵系统工作原理及工艺流程1．工作原瑶图1所示低温吸收式热泵系统是利用具有一定温度的外热源(二次蒸汽余热)来加热而工作的．系统中使用的工质是吸收剂(澳化锂)和制热剂(水)，制热荆和吸收剂组成一定浓度的溶液，当这些溶液在装置中所处的压力和温度变化时，将使其中制热剂(又砾热剂水)循环，从而获得制热效应．·。。．2．工艺流程如图1所示，热泵系统利用二次蒸宄同时加热再生器和蒸发器要．在蒸发器中的热剂水吸收导入的二次蒸汽余热热星而汽化，蒸汽进入吸收器掂Li~Sr-Hz0浓溶液暖救变为稀溶液，刺蒴吸收过程中放出的溶解热和凝结热加热冷水，玲水汽化，蒸汽从吸收器顶部导出用于生产．被溶液吸收了蒸汽所变成的稀溶液通过回收器进A再生器，被二次蒸汽加热．由于在相同压力下，水的沸点低于溴化锂的沸点，溶液中的热剂水沸腾汽化，蒸汽进入冷凝器C，在冷凝器中冷凝成热剂水，经泵加压至蒸发器．在再生器中放出水蒸汽的稀溶液变成浓图1低温殴收式热泵系统流程溶液，经泵升压后，导入吸收器．这样完成了一个循环过程．溶液和热剂水不断循环，吸收器就不断提供热量，加热冷水产生蒸I汽，用于生产．三、吸收式热泵循环在p-t图上的表示设所回收的二次蒸汽的凝结温度为100~C，吸收其潜热，用以产生110~C水蒸汽．首先，确定吸收剂在每个设备的状态参数．(1)冷凝器内冷凝温度t与冷凝压力P：取冷却水进口温度t-；15℃，出口温度t=32℃，为保证较好的传热过程，设冷凝温度t。与冷却水出口温度t2之差△t=3℃，则f。=35℃．查LiBr-H2O平衡状态胬，冷凝温度￡。=35X3下的冷凝压力P=5290Pa?．(2)蒸发器内蒸发温度与蒸发压力：为保证正常传热，蒸发温度应低于二次蒸汽的冷凝温度3-5℃，取温差△一5℃．则蒸发温度=100-5=95℃．查LiBr-H20平篱状态图，该温度下的蒸汽压力=77418Pa~，-．(3)再生器内出口溶液浓度抽及温度：同理，再生器出口温度与二次蒸汽冷凝温度之差△，取△h=6℃．再生器出口温度tl100-6=94℃，查LiBr一廿2O平衡状态圈，得浓溶液出口浓度l=68Il1．(4)吸收器内出口稀溶液浓度及温度f：同理，稀溶液温度应高于产生的蒸汽温度，取温差△tj：5℃则出口稀溶液温度t2=ii0+5=115~C．查LiBr-H|0平衡状态图，得稀溶液浓度2=45[11．依上述状态参数，在P～t图上绘出吸收式热泵Ⅲ循环过程，如图2所示．四l设计计算(主要设备的热变换量的计算)设(1~g／h)为蒸发器蒸发时的热剂水蒸汽量Jl(kg／h)为浓溶液的循环量，(}g／h)为稀溶液的循环量．则5一图。"。lr．t?平衡态粤第l期利用吸收式热泵系统四收啤酒生产中的鹱热t-岣-~1-X一2=I．96(1)'i1=68-=2．96?一???一'f寸1．潴液阐嘎器的热交换量0(kJ／h)；取浓溶液溢度效d-0．8，吸器出口浓溶液的温度沽如；回嗳器进口浓藩液的，苴出口稀溶液温度㈣四吸器出口稀溶液的坫，其进口稀湍俄的§iz，妇图3所示．2=l+d(f2一f)=9,i+0．8(115-91)：110．8C，连LiBrVJi-X网，i2：32958kJ~km61，2=38255kJ／kinol，j30．sflgkJ／k，所从．．．??一一】．96{(32958-30899)=4037，(3)38255一一i409637W：36891hJ／km。故f·R=107℃2．藻发器的热交换量0(kJ／h)；如4所示，进入的热赶为0十，穆出的热量为Ⅳ一is．j1，为相I'苏发f力的饱和蒸汽之，=234535k}／kmo；为相当于凝结压力的饱和藁汽之焓，c：107kJ／kmot?．根措热量平衡0=(i一c)234535-12507)lV=222028W(4)3．吸收器的热交换量0(kJ／h)；妇网S所示，输入的热遢为1s+·，输出的热量为0+-．根拱热量平黪'。}Q'：．isj十WI-f2-Wg．'i2。。。'一''=(234535+l29B×32958-2．96×38255~：I85898W'f5)4．再群的热交换量0(时／h)：如罔0所彖，输入的热量为p十'缈z·㈣出、热lil：'3w-C十Ⅳ：．其中，is。为过热蒸汽热婧，isc：272202kJ／kmol．稂据热量平衡、Q舻-s十}【，】-t一2·{l。：-=(2722021．目6×30899-2．95×368．9I)W：223567W、。。。。(6)，5．冷凝器岣热交换量0(k3／h)；f阳7研示，输入的热量为-；出曲量为钆+Ⅳ·f．根据热量平衡。''。0：1(a-i)：(272202-1507)n，：259695W'。。。_。(7)热剂水糍汽的计算．由1翔，向系统提㈨拇：次蒸f热量0=84．g5×T0kJ／次．吸收式热泵系统输九的热量'为'(J十0)，输m热量为(0+口c)．忽略泉∞力损失增i统的热损失，根据热足1：衙：00+0R=0^十00=(155898+259695)1V：445593．IV=(84．85×l0)／~45593=19．OOkmol／次=('9．oo／1．5)kmol／h=一坦=i='：0Ⅱ182华侨大学学报1989年≮刊水衍环w(／h)浓#淤环量W(kg／h)稀液衍环量W2(kg／h)啦器热交换最Q(kI／h)i宠器热交按量Q(kJ／h){l器熊交换：Q(kJ／h){；生器热炎按Q^(kJ／h)?，凝器巷交按髓Q(kJ／h)II152I3533oo5Ii4928I7535235532828370G53365647根据表2数拱，废热收效率为=1／(1+'isv-i~e)／一如+(R-!)】)1}{l+(272202一l2507)÷234535-32958+68{(58-45)一38255)]}=41．7．五、讨论1．该热泵系统用于=次蒸汽废热的回收，减少了加热蒸汽的用量：由以上计算可知，系统回收废热产生的热量约为23．6×lO(kJ／h)，即35．3X10

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