工业余热回收的耦合压缩-吸收式高温热泵循环

安美燕，赵心蕊，徐震原, 王如竹

(上海交通大学 制冷与低温工程研究所， 上海 200240)

受限于能源结构，煤炭等化石燃料在我国工业用能中占比较高，然而这些化石燃料的大量燃烧会带来较多的碳排放和环境污染问题.另一方面，工业领域的能源消耗量约占全国能源消耗总量的70%，其中50%的工业能耗可以转化为温度不同的工业余热[1].工业余热广泛存在于冶金、建材、食品、化工等行业，而我国对工业余热的资源回收率仅占30%[2]，因此若工业余热可以被高效回收再利用，煤炭等一次能源的使用将被大量减少，符合国家“十三五”能源规划的绿色发展理念，可以达到节能减排的目的.工业余热主要包括工业废气、废物、工质等携带的显热和潜热.工业余热的回收方式有很多种，目前的应用领域包括预热、制冷、供热等.对于工业余热中的低温热源，直接对其利用比较困难，因此采用热泵提升其温度就显得非常必要.可选的热泵技术包括压缩式热泵、吸收式热泵、化学热泵、蒸汽喷射式热泵、热电热泵等形式.

在压缩式热泵方面，美国国家标准局、印度理工学院等组织研究了常用的R134a等制冷剂的物理特性，结果表明压缩式热泵的供水温度可达到85 ℃以上[3].虽然其系统效率高，但受限于自身的工质特性，当输出温度高于101 ℃时，系统将无法正常工作，且无法进行大温升.在有机朗肯循环系统(ORCS)领域，1,1,1,3,3-五氟丙烷(R245fa)的临界温度为153.86 ℃，高于常见制冷剂R134a的临界温度，故常作为余……