【摘 要】
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能源清洁低碳转型是全球能源发展的必然趋势,电能作为一种洁净、优质能源,与其他能源相比具有很大的优越性。电能替代的意义在于,通过淘汰落后的能量利用方式,采用以电能为核心的技术,实现对传统化石能源的替代。高温热泵蒸汽机是一种较为理想的小型燃煤锅炉电能替代设备,可以有效地回收中低温热源来生产蒸汽实现能源的高效利用,在未来具有广阔的应用前景。如何提高热泵蒸汽机制热效率,是目前国内外的研究热点。本文总结了国
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能源清洁低碳转型是全球能源发展的必然趋势,电能作为一种洁净、优质能源,与其他能源相比具有很大的优越性。电能替代的意义在于,通过淘汰落后的能量利用方式,采用以电能为核心的技术,实现对传统化石能源的替代。高温热泵蒸汽机是一种较为理想的小型燃煤锅炉电能替代设备,可以有效地回收中低温热源来生产蒸汽实现能源的高效利用,在未来具有广阔的应用前景。如何提高热泵蒸汽机制热效率,是目前国内外的研究热点。本文总结了国内外高温热泵在制冷剂和循环系统两方面的研究进展,并对高温热泵蒸汽机技术的实现方式进行说明,并结合云南省电能替代项目,调研了高温热泵蒸汽机组的实际应用。首先推导了高温热泵蒸汽机数学计算模型,然后利用Aspen Plus软件仿真模拟了高温热泵蒸汽机系统。具体仿真内容为:搭建了两级压缩式高温热泵蒸汽机系统模型,理论分析了蒸汽压缩机、工质压缩机、换热器、膨胀阀、闪蒸器和循环水泵计算模型。分析了不同给水温度条件下,工质流量、闪蒸负压、工质种类对高温热泵蒸汽机各参数的影响,以及5类高温热泵工质的运行特性。仿真结果表明:不同给水温度条件下,随着工质流量的升高,热泵蒸汽机存在最佳制热性能工况;热泵蒸汽机闪蒸率随闪蒸负压的升高而降低,蒸汽温度随闪蒸负压的升高而上升,且增长率逐渐减小;R600a具有较好的传热特性,而R245fa、R245ca、R123、R365mfc在运行稳定性上优于R600a,R600a过热损失较小,R123节流损失较小。
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