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      高效率、低能耗、超低溫......這種余熱制冷技術你了解嗎?

        摘要:在工業領域,很多流程會用到制冷工藝。常見的制冷方法包括電動壓縮式制冷、余熱驅動吸收式制冷等,均有各自的優缺點。壓縮式余熱制冷技術結合了二者的優點,實現了高效率、低能耗、超低溫的特點,降碳效果明顯。

        很多類型的工業生產有用冷需求,同時還有高溫熱量的需求(如蒸汽、燃氣、高溫熱水等)。伴隨高溫熱量的消耗,生產過程還會排出一定溫度的余熱。在這種條件下,冷量供應常常采用兩種方式,一是電力驅動的壓縮式制冷,二是余熱驅動的吸收式制冷。這兩種技術有各自的優缺點和適用范圍。

        電動壓縮式制冷機這種制冷機以電力驅動,是最常見的制冷方式。電力的能源品位非常高,因此制冷能力很強,可以制取很低溫度的冷量,適用范圍大,在絕大部分制冷場景都可以應用。

        這種制冷方式的缺點是使用電力,一方面耗電量大,電力增容費很高,初投資增加;另一方面,電價較高,運行成本增加,特別是制冷溫度越低、與冷卻水溫差越大,制取單位冷量的耗電量越大。因此,在實際項目中,電動壓縮式制冷機僅制取滿足工藝需求的溫度即可,盡量降低運行費用。生產工藝中有較高溫度的余熱排放場景中,這種制冷方式就不適合了,采用余熱驅動吸收式制冷機更加節能、低碳。

        余熱驅動吸收式制冷機:很多工業生產流程會產生70℃以上的余熱。這部分余熱對工藝生產是沒有用的,但是對于制冷工藝,是很好的驅動能源。采用余熱制冷,需要使用吸收式制冷機,利用內部的溴化鋰溶液/水工質對,產生制冷效果。

        余熱驅動吸收式制冷機的優點突出,運行成本極低,主驅動能源是零成本的余熱,僅有動力泵等輔助設備耗電,經濟性極好。

        余熱驅動吸收式制冷機的缺點也很明顯:余熱溫度較低,制冷能力受限,冷水水溫不能太低。一般來說,80℃以上的余熱,可以產生7℃左右的冷水;65-80℃之間的余熱,可以產生10℃以上的冷水;65℃以下的余熱,無法作為制冷機的驅動能源。在某些場合,需要的冷水溫度低于余熱制冷機可制取的溫度,就沒辦法使用,只能采用運行費用較高的電動壓縮式制冷機。

        綜上所述,這兩種常用的制冷機都有各自的優缺點,適用范圍各不相同:

        電動壓縮式制冷機制冷能力強,出水溫度低,適用范圍廣,但是能耗大、運行費用高;余熱型吸收式制冷機的運行費用低,但是制冷能力受限制,無法制取超范圍的低溫冷量,限制了其使用范圍。在有工藝余熱,但余熱制冷溫度無法滿足要求的情況下,直接使用電動壓縮式制冷機,能耗大,余熱資源也沒有得到有效利用。在這種環境中,使用壓縮式余熱制冷技術是一個很好的選擇。

        壓縮式余熱制冷技術:該技術是壓縮式制冷機與吸收式制冷機的組合設備,結合了二者的優點,并進行了優化。吸收式制冷機可以利用免費的余熱驅動,但制冷溫度不夠;壓縮式制冷機的優點是可以產生溫度足夠低的冷水,但是冷水溫度越低、與冷卻水之間的溫差越高,消耗電力越高。

        結合兩種制冷機的特點,把吸收式制冷機作為基礎制冷循環,充分利用免費的余熱資源,產生一定溫度的冷量作為壓縮式制冷機的冷卻源;再利用壓縮式制冷機進一步制冷,產生適合工藝生產的冷量。吸收式制冷機產生的冷量作為壓縮式制冷機的冷卻源,大幅度減小了壓縮式制冷機的制冷溫度和冷卻溫度之間的溫差,驅動電力大幅度降低,達到很高的COP。同時,采用降膜式蒸發冷凝器作為兩個制冷循環的連接部件,形成一體化的壓縮式余熱制冷機,取消了內部循環泵、輸送管道的流程,降低了造價、減少了泵耗、優化了工況,經濟性進一步提升。綜合來說,壓縮式余熱制冷機充分利用了余熱資源,大幅度降低電力消耗,節能效果明顯。單臺設備制冷范圍在500kW-30MW,COP達到10左右,比常規電動壓縮式制冷機節能50%以上。

        因此,在有余熱的工業制冷領域,有電動壓縮式制冷機、余熱吸收式制冷機和壓縮式余熱制冷機等多種選擇。在工況合適的情況下,優先選擇余熱吸收式制冷機,其次選用壓縮式余熱制冷機。只有在余熱溫度太低或者沒有余熱的場景,再選擇電動壓縮式制冷機。

      標簽: 壓縮余熱制冷  

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