造纸机干燥部热泵火用效率计算与分析.pdf

造纸机干燥部热泵焖效率计算与分析 乔丽洁 陈海峰 史 诺 (陕西科技大学机电学院，陕西西安，710021) 【摘 要】 对热泵运行的朔I效率7进行研究分析，对计算实例进行7分析并加以评价。计算出热泵’7 和炯损失率n。得到7在分析热泵时与传统能量分析的差异。叩和n值在评价热泵装置时 具有许多优势。建议采用刁和0来评价一个热泵系统运行的可用能效率。 【关键词】 热泵；朔l效率(叩)；堋损失率(n) 的值直接判断另一方。从能量的可利用性来说，能量可 0 引言 分为三类：①具完全转换能力的能量，如机械能、电 能；②具部分转换能力的能量，如热能f③完全不具转 我国造纸工业的节能存在巨大潜力，这也说明我国 换能力的能量，如环境温度下的热能。拥是描述能量中 在造纸工业节能技术和节能理论研究方面亟待加强。造 “量”与“质”统一的参数，把在环境条件下，任一形 成我国造纸工业能耗较高的原因很多，而能量综合利用 式的能量中理论上能转换为有用功的那部分能量称为该 水平低，能量使用优化程度差是其重要原因；另外，这 能量的拥或有效能，不能转换为有用功的那部分能量称 种高能耗不仅导致生产低效益，而且造成了严重的环境 为该能量的烷或无效能。这样定义之后，就可以用娴来 污染。因此用先进的能量分析法改造造纸工业，合理利 表征能量转换为功的能力和技术上的有用程度，亦即能 用能量，既是提高经济效益和环境质量，又是降低其单 量的品位。数量相同而形式不同的能量，炯大的能量称 耗的重要途径[1]。鉴于传统纸机干燥部供汽系统存在诸 其品位高，反之称为品位低。根据热力学第二定律，高 如能耗大、烘缸积水、压力调节困难、环境污染等缺 品位能总能自发地转变为低品位能，而低品位能不能自 点[2]，20世纪50年代，热泵技术便被用于纸机干燥系发地转变为高品位能。拥分析可准确反映能量的利用程 统，90年代初我国开始从国外引进该技术，并着手研 度，还能反映质的消耗，是一种比较全面的能效评价 发自己的热泵系统口]。 标准。 本文针对国内广泛采用的闭式热泵供汽系统，采 斓效率叩是依据媚分析来确定某系统或装置最大可 用佣分析法对热泵进行研究，对热泵的运行效率进行 用能的利用率口卅。它的一般表达式为收益拥与投入j：甩 评价，指出传统能量分析法在确定热泵工况或评价热 之比。拥损失率n为总拥损失与投入佣之比。叩和n的 泵优劣时的片面性，找出拥效率评价的优点，分析了 计算公式如下： 能量利用的有效性，这些对将来确定热泵系统运行的 叩=(热源输出拥与冷源输入拥差值)／(代价：I：甩)(2) 最佳参数、系统运行的管理、如何节约高品位能都将 0=(系统总拥损失)／(系统得到的炯)(3) 有较大的帮助。 叩一1一n (4) 热泵的能量效率与炯效率 2热泵供汽系统的t，分析 1．1 热泵的能量效率(COP)介绍 2．1热泵供汽系统分析实例 传统方法采用COP值评价热泵系统，COP值确定 以图1为例，取Ⅱ段烘缸、热泵9及二级闪蒸罐构 的理论基础是热力学第一定律。基于能量守恒定律，把 成的干燥单元为系统，考查蒸汽喷射式热泵9的能量效 COP定义为输出热量QH与输入热量E之比，热泵系统 率和拥效率。主要工艺参数：锅炉最大供汽压力夕= 的CoP值为 COP