低碳技术 集中供热用吸收式热泵

吸收式热泵利用高温热能驱动，形成制冷效应回收低温热，产生中温热量。吸收式热泵回收低温热的能力高低，与高温驱动热和中温输出热之间的温度差有关，温度差越大，制冷效果越明显，更容易从低温热源中吸收热量。在双碳目标下，吸收式热泵在集中供热领域得到了广泛的应用。

集中供热一次管网一般采用小流量、大温差的输配方式，降低流量，从而减小管径和初投资，降低泵耗。为了实现高温供水，需要高温热源加热；一次回水温度较低，高温热源加热回水时就产生了巨大的温差。举例来说，热网回水50℃，供水100℃，那至少需要110℃的高温热源加热，因此在热网水加热初段，存在了60℃左右的温差。这部分大温差传热过程，就是吸收式热泵的“免费”驱动。吸收式热泵利用加热热网水的高温热源驱动，回收低温余热，加热热网回水至一定温度。当出水达到一定温度后，传热温差变小，高温热源驱动能力减弱，再用常规的热网加热器继续加热。

集中供热系统存在足够驱动吸收式热泵的传热温差，因此，吸收式热泵与集中供热余热利用系统是天作之合，与原系统相比，能够实现零能耗余热利用，经济效益明显。但是，用于集中供热系统的吸收式热泵与常规吸收式热泵又是完全不同的设备，这也是由于集中供热系统的特性决定的。综合而言，集中供热用吸收式热泵需要具备以下几种特性：

全工况高效自调节：集中供热系统的供热参数在采暖季变化巨大，且跟随气温在实时调节。因此，吸收式热泵需要根据外部参数进行实时自调节，还需随时处于高效点。常规的吸收式热泵延续制冷机的设计思路，设计点单一，工况偏离较多时会出现效率降低甚至无法运行的情况。因此，集中供热用吸收式热泵需要彻底改变设计思路和内部结构，实现超大调节范围下的全工况高效运行。

高出水温度：集中供热管网的供水温度很高，给吸收式热泵很大的升温空间。热泵出水温度越高，可容纳余热的空间越大，回收的余热量越多。然而，出水温度太高时，常规热泵的结构导致热源驱动能力不足，无法正常运行，因此出水温度需要在一定范围之内。集中供热用吸收式热泵采用多级结构，结合实际运行条件进行个性化的流程优化，使得相同条件下可产生更高的出水温度、更多的余热回收量，经济性更佳。

高安全性：以吸收式热泵为主的余热回收系统，是集中供热系统的辅助设备，不能因该系统影响整个集中供热系统的安全，因此，集中供热用吸收式热泵应具有更高的安全性。一方面，机组设计需要远离故障点，考虑更多的兼容性，杜绝常规吸收式热泵常见的结晶、停机保护等问题，另一方面，应考虑多种突发状况，完善自控系统，再配合全工况调节特性，真正实现无人值守、自动调节的特点，提高系统安全性。

综合来说，集中供热用吸收式热泵的研发和设计应彻底摒弃吸收式制冷机/热泵的常规设计思路，结合集中供热的特点，形成适用性更好的新型机组流程，为双碳目标的实现，提供更好的技术手段。