联系方式
- 河南银兴工业锅炉有限公司
- 地址：河南太康锅炉工业园区
- 邮编：461400
- 联系人：夏经理
- 手机：159-3608-3416
- 电话：0394-6705288
- 邮箱：1467389283@qq.com
- 网址：www.tkyxgl168.com
新闻中心
您的位置： 河南银兴工业锅炉有限公司 >> 新闻中心 >> 浏览文章
河南太康锅炉浅议直燃型与蒸汽型溴化锂吸收式冷热水机的性能系数
摘要：溴化锂吸收式制冷机在我国得到了飞速的发展。特别是随着天然气能源在我国能源中的比例不断增加，燃气空调的不断发展，溴化锂吸收式冷（热）水机的发展近年来更呈上升的势头。在评论直燃型溴化锂吸收式冷（热）水机组与蒸汽型溴化锂吸收式冷水机组的性能系数上存在一定的差异。直燃型与蒸汽型溴化锂吸收式冷（热）水机中，热源加热量的计算方法不一。文中讨论了锅炉效率与热利用效率。阐述如何有效利用排热提高性能系数。建议在计算蒸汽型机组ＣＯＰ时，其加热源的总热量与计算直燃型机组ＣＯＰ时加热源的总热量相同，其凝水温度的比焓应为环境温度下凝水的比焓，。即加入机组的热量为加热蒸汽的潜热量与加热蒸汽凝水冷却至环境温度的显热量之和。关键词：溴化锂吸收式制冷机 性能系数 COP 直燃型 蒸汽型 1 前言 溴化锂吸收式冷（热）水机由于利用热能为驱动源，其制冷剂（水）与吸收剂（溴化锂水溶液）对大气层均无污染，视为与环境亲善。而作为限制氟氯烃化合物使用的取代制冷机之一，得到了进一步的发展。特别是随着天然气能源在我国能源中的比例不断增加，燃气空调的不断发展，溴化锂吸收式冷（热）水机的发展近年来更呈上升的势头。据中国冷冻空调协会统计2004年我国蒸汽型溴化锂吸收式制冷机生产1311台套，较2003年增加24.5 ％；直燃型溴化锂吸收式制冷机生产4234台套，较2003年增加52 ％。 溴化锂吸收式冷（热）水机的主要性能指标是性能系数，根据我国GB/T18431—2001“蒸汽和热水型溴化锂吸收式冷水机组”,GB/T18362—2001“直燃型溴化锂吸收式冷(温)水机组”的标准,以及日本工业标准JISB8622—2002“吸收式冷冻机”,美国空调和制冷学会标准ARI1560“吸收式冷热水机”规定：无论单效或双效、多效溴化锂吸收式制冷机，性能系数定义为“供给制冷机的热源热量和产生的制冷能力（加热能力）的比”。性能系数表示了制冷机能量消耗的程度，因此是衡量制冷机性能的主要参数。其供给制冷机的热源热量还包括冷剂泵、溶液泵及其它耗电设备的能量。因为所占比例较小，约在小数点后三位的范围内，暂略而不计。但在评论直燃型溴化锂吸收式冷（热）水机组与蒸汽型溴化锂吸收式冷水机组的性能系数上存有一定的差异。2 问题的提出2.1 热源加热量的计算方法 直燃型与蒸汽型溴化锂吸收式冷（热）水机中，热源加热量的计算方法不一致。 按标准GB/T18431—2001“蒸汽和热水型溴化锂吸收式冷水机组”，性能系数按下式计算：COP=Qc/(Qi+A) ……………………(1)式中，COP—性能系数；Qc—制冷量，kW；Qi—加热源耗热量，kW；A—消耗电功率?在具有绝热措施时，加热源耗热量对蒸汽型溴化锂吸收式冷水机按下式计算：Qi=(1/3600)Ws(hs1-hs2)……………(2)式中，Ws—蒸汽流量，kg/h；hs1—蒸汽比焓，kJ/kg；hs2—凝结水比焓，kJ/kg?而在标准GB/T18362—2001“直燃型溴化锂吸收式冷(温)水机”中，制冷时性能系数亦按式（１）计算。在具有绝热措施时，对直燃型溴化锂吸收式冷（温）水机，加热源耗热量按下式计算：ａ）燃气：Qi=Wgqg/3600………………………(3)式中，Wg—燃气流量，m3/h；qg—燃气热值，kJ/m3?ｂ）燃油：Qi=Woqo/3600………………………(4)式中，Wo—燃油流量，kg/h；qo—燃油热值kJ/kg? 可见，在计算加热源耗热量时，蒸汽型溴化锂吸收式冷水机组计算的是加入机组的净加热量，即进机组加热蒸汽的比焓与出机组蒸汽凝水的比焓差。而直燃型溴化锂吸收式冷（热）水机计算的是加入机组的燃料（气或油）的总有效发热量。其中除加入机组的净加热量外，还包括排出机组的烟气排热量。显然二者比较的基点并不一致。2.2 锅炉效率与热利用效率 在直燃型机组中高压发生器即相当于溶液锅炉，高压发生器的热效率即为溶液锅炉的热效率。加入高压发生器的有效利用热量为加入机组燃料（气或油）的总有效发热量与锅炉热效率的乘积。因而以加入机组燃料（气或油）的总有效发热量为基准是完全必要的。但对蒸汽型机组而言，与燃料对应的加热源则是加热蒸汽，加热蒸汽的总有效发热量是加热蒸汽的比焓与环境温度下蒸汽凝水的比焓差，可见同样存在热利用效率，在蒸汽机组中也可看成是加热蒸汽的总有效发热量与热利用效率的乘积。该效率的大小取决于凝水出口温度的高低。2.3 有效利用排热提高性能系数 在直燃型溴化锂吸收式冷（热）水机中，充分利用烟气的排热，降低排烟气温度，提高锅炉效率，无疑是提高机组性能系数的途径。排烟气温度每下降20℃，锅炉效率即可升高１％。而在蒸汽型溴化锂吸收式冷水机组中，充分利用蒸汽凝水的排热虽可降低机组的加热蒸汽单耗，但根据上述的计算公式（２），随着凝水热量的利用，加入机组的净加热量也增加，机组性能系数反下降。因此，在蒸汽型机组中衡量机组的性能指标就不能单看性能系数，更主要的是加热源（蒸汽）的单耗。因为此指标与用户的经济效益直接挂钩。加热源的单耗降低，就意味着加热源量降低和能耗降低，运转费用随之降低。此种矛盾长期在蒸汽型机组中存在，以致不能完全用性能系数来评价机组的性能指标。3 统一直燃型与蒸汽型溴化锂吸收式冷（热）水机性能系数的设想 如上所述，现行标准计算性能系数COP时，对直燃型与蒸汽型溴化锂吸收式冷（热）水机采用的热源耗量计算方法是有差异的。造成了蒸汽型机组性能系数COP高，蒸汽单耗亦高。笔者进行了计算，以加热蒸汽压力0.8 MPa(表)的饱和蒸汽为加热源，在冷却水进口温度32 ℃?冷水出口温度7 ℃?浓度差5.5 %为前提，若不采用凝水换热器，即加热蒸汽出机组的凝水温度174.5 ℃，此时COP1.39，蒸汽单耗3.54 kg/万J (14.8 kg/万kcal)。而采用了凝水换热器，凝水出机组的温度降至90 ℃，此时COP1.32?蒸汽单耗3.15 kg/万J (13.2kg/万kcal)。显然，后者具有较高的经济性，为用户节省了运转费用，是各制冷机生产厂家采用的方案。但其COP较低，性能系数与蒸汽单耗的矛盾是不言而喻的。 为何在蒸汽型机组中性能系数与加热源（蒸汽）单耗不能统一可从下式说明。若不考虑机组中的耗电功率，在具有绝热措施时，加热源耗热量也可按下式计算Qi=Qr+Qt……………………………(5)式中，Qr为加热蒸汽潜热变化时放出的热量；Qt为蒸汽凝水显热变化时放出的热量?显然，两种热量的品质是不一样的。Qr可视为高品质热量, 而Qt为低品质热量，二者加在一起作为比较的变量（直燃型机组中当燃料流量一定时此值为定量）是欠妥当的。 特别是，目前为提高空调制冷用设备的节能，已对房间空调器与风冷和水冷冷水机组制定了能效分等标准，其能效等级的考核标准是以性能系数COP(W/W)为基础分类的。现水冷式冷水机组中，电动压缩式空调制冷设备（包括活塞式、涡旋式、螺杆式、离心式）均已制定了能效等级，而溴化锂吸收式冷（热）水机组的能效等级亦将制定。为此，统一直燃型与蒸汽型溴化锂吸收式冷（热）水机的性能系数计算方法是必要的前提。 过去曾认为蒸汽型的凝水热量可由锅炉回收，不致产生浪费。但实际的情况是回收凝水的机组并不多。回收凝水用热水泵的功耗较高，若锅炉与机房相距较远则更不合算。即使回收凝水，凝水温度也宜低于90 ℃。因此建议：（１）在计算蒸汽型机组COP时，其加热源的总热量与计算直燃型机组COP时加热源的总热量相同，定义为：Qi=(1/3600)W(hs1—hs3)…………（６）式中：hs3为90℃凝水温度的比焓，kJ/kg；其余同前。这样，不管蒸汽机组中是否加有凝水换热器，或加有多大的凝水换热器，该加热源的总热量，对于一定品质（压力）的加热蒸汽(hs1-hs3)是不变的。这就避免了蒸汽型机组中不采用凝水换热器性能系数反上升的矛盾。（２）从理论上分析，hs3应为环境温度下凝水的比焓。环境温度一般在40 ℃左右?本文采用90 ℃温度的原因：一是因为现在大多数制冷机生产厂家生产的蒸汽型溴化锂吸收式冷水机组的凝水排出温度均在90 ℃左右；二是因为即使凝水回锅炉循环使用,其凝水温度以低于90 ℃为宜4 小结 （１）在蒸汽型溴化锂吸收式冷水机组中，一直存在性能系数与蒸汽单耗不能统一的矛盾。即机组不利用蒸汽凝水的性能系数高，但蒸汽单耗大，运转费用增加；利用蒸汽凝水，机组的蒸汽单耗减小，运转费用降低，但性能系数也降低。因此，长期以来在蒸汽型溴化锂吸收式冷水机组中，比较习惯于以加热蒸汽的单耗来评价机组能耗的高低，而避免采用性能系数COP?但在即将制订的溴化锂吸收式冷水机组的能效等级标准中，均以性能系数COP作为衡量能效等级的指标。因此,求得性能系数COP与蒸汽单耗的统一是必要的。本文分析了产生这种矛盾的原因，主要在于计算其性能系数COP中的加热量时，采用的计算方法直燃型与蒸汽型有差异而致。 (2)本文提出了统一直燃型与蒸汽型溴化锂吸收式冷(热)水机计算性能系数COP的设想。在国内外现行标准中，计算直燃型溴化锂吸收式冷热水机性能系数COP时，加入机组的热量采用了热源（燃料）的总发热值。即包括被机组有效利用的热量与未被机组利用的热量；而在计算蒸汽型溴化锂吸收式冷水机组性能系数COP时，加入机组的热量采用了热源（蒸汽）的有效加热量。不包括未被机组利用、排出机组的热量。因而二者有一定的差异。 本文的设想是计算蒸汽型溴化锂吸收式冷水机组性能系数时，加入机组的热量亦采用热源（蒸汽）的总发热值，即为加热蒸汽的潜热量与加热蒸汽凝水冷却至环境温度的显热量之和。为与现行生产厂家的产品保持一致，可考虑总发热量为加热蒸汽的潜热量与凝水冷却至90℃温度的显热量之和。
