NO.1技术背景
在我国北方严寒寒冷地区的城市，集中供暖是重要的市政基础设施。
建国以来，经过数十年发展，国内集中供暖体系已经形成“热源厂→一次市政热网→换热站→小区二次管网→用户末端”的四级热量传递架构，其中换热站作为连接市政供暖管网与用户末端的重要节点，承担着热量转换、压力隔离与流量调节的功能。
现阶段国内绝大多数民用供暖系统的换热站采用板式换热器实现一次网高温热水与二次网采暖热水的热量交换，且普遍采用逆流换热形式以提升换热效率。
受换热系统物理机理限制，板式换热过程供回水温度存在不可消除的传热端差，一次网回水温度高于二次网供水温度：
根据暖通的《民规》要求，常规地暖系统二次供水45℃，散热器采暖系统二次供水75℃，对应一次网回水温度普遍维持在60℃以上，市政供暖系统的大量中低温余热无法被供暖末端有效利用，随回水直接回流至热源厂，造成了泵耗增加及大量低品位能源的浪费。
随着我国城镇化进程推进，城市建成区规模不断扩张，新建的住宅、商业与公共建筑密度大幅提升，区域供暖总负荷密度呈现快速增长趋势，进而很多原有城市供热管网已不能满足供暖负荷增长的需求。
面对供暖负荷缺口，以往解决方案主要有两种：
一是管网扩容，新增或者重新敷设市政一次供暖管网；二是通过提升热源出水温度来扩大温差。
这其中，管网扩容方案面临诸多问题，供暖主干管的敷设成本远高于换热站设备投资，施工过程需大面积开挖城市道路，同步协调给排水、燃气、电力、通信等多类地下市政管线，不仅建设周期长、资金投入大，还会对城市交通、居民生活造成长期干扰。
与此同时，为落实城市大气污染防治要求，国内集中供暖热源逐步向城市远郊迁移，超远距离长输管线供暖被广泛应用。
但长输供暖管线存在管径大、管材耗材多、沿程散热损失高、系统循环流量大、输送水泵能耗高等问题，造成了管网输送能力与供暖负荷需求之间的矛盾。
在这种行业背景下，溴化锂吸收式大温差换热机组（热水型吸收式热泵）在换热站中开始应用，为破解管网输送能力不足的难题提供了重要技术路径。
采用吸收式热泵，突破了传统换热方式的温度限制，能够在不改变二次网运行参数、不改造采暖末端形式的前提下，大幅降低一次网回水温度、扩大供回水温差。
进而提升现有管网的输热能力、避免大规模管网扩容，又能为热源厂深度回收低温余热创造条件，具有很大的经济效益、节能效益与环保效益。
本文结合实际工程经验及目前行业理论研究进展，分享溴化锂吸收式大温差换热技术的特点，梳理其技术优势与局限性。结合工程实际，介绍该技术的应用方法与工程价值，以期为大家提供些许参考。
NO.2板式换热的技术的缺点与大温差换热技术
1.为什么用板式换热器
板式换热器换热效率高，占地面积小、拆装检修扩容方便，壳管式换热器换热效率差，体积庞大、扩容困难，国内集中供暖换热系统大都使用板式换热器。本文主要想给大家分享大温差换热技术，关于国内换热站主要使用板换的原因后面择机分享。
2.板式换热系统的特性与局限
板式换热器属于典型的间壁式换热设备，冷热流体通过金属板片（通常为具有一定耐腐蚀性能的不锈钢材质）分隔，依靠板片导热实现热量传递。
为提升板式换热器的换热效率，工程中普遍采用逆流布置，即一次热水与二次冷水沿相反方向流动，以维持全程较高的传热温差。
然而，采用逆流形式，板式换热的物理性质决定了其必然存在传热温度端差：
一次网回水温度始终高于二次网供水温度，否则热量传递将失去温差驱动力。行业典型设计工况：
一次网供回水参数：115℃/80℃，供回水温差50℃。
二次网供回水参数：75℃/50℃，供回水温差25℃（适用散热器采暖末端）。
或者
一次网供回水参数：130℃/50℃，供回水温差80℃。
二次网供回水参数：45℃/35℃，供回水温差10℃（适用地面辐射采暖末端）。
在该工况下，一次网80℃（地暖为50℃）的回水仍蕴含大量中低温热量，但受传热温度端差限制，这部分热量无法继续向二次网传递，只能随回水直接返回热源厂。
（实际上，为保证城市热网的安全，一次供水温度常常小于100℃，管网的热负荷承载力更小。）
从能量利用角度看，一次热水完成单次热量交换，一次水热量利用层级单一，且高温热源与低温受热面之间存在较大的能级差，换热过程伴随大量不可逆㶲（有用能量）损失，能量利用效率存在着一定的提升空间。
从管网输送能力看，供暖管网的输热能力公式：
在管径、水泵扬程确定的情况下，总的循环流量存在上限，而城市供暖管网输热量由系统供回水温差决定，传统的温差水平，成为制约现有管网输热能力提升的关键因素。
3.供暖系统扩容与长输供暖矛盾
伴随城区既有供暖管网区域负荷需求的增长，传统小温差换热模式的缺点愈发凸显：
1）城市核心区地下管线错综复杂，新增或更换大管径供暖管道的施工难度、协调成本、资金投入极高，部分老旧城区甚至不具备开挖扩容的条件。
2）热源外迁后，一次热网输送距离从数公里延长至数十公里，若按常规的小温差，需采用超大管径管道，管材投资、土建成本、水泵运行电耗均大幅上升，长输供暖的综合经济性显著下降。
3）热电厂存在大量低温循环冷却水余热，传统50~80℃的一次回水温度高于冷却水温度，无法实现低温余热的回收利用，大量低品位热量通过热电厂冷却塔直接排放至大气，能源浪费严重。
4.吸收式大温差换热技术
吸收式大温差换热技术的优势，在于打破板式换热器的温度限制，实现了一次网回水温度的大幅度降低。
将换热站内的板式换热器替换为溴化锂吸收式大温差机组后，系统运行参数一次网供回水温度调整为130℃/25℃，供回水温差从50~80℃扩大至105℃，一次回水温度甚至远低于二次网回水温度。
二次网供回水温度可保持75℃/50℃（45℃/35℃）不变，兼容现有采暖末端，无需改造用户侧的管道、散热器或地暖盘管等设施。
这种参数的变与不变带来的工程价值主要有两点：
1）一次网供回水温差提升75%以上，同等管径、同等流量下，管网输热能力同步大幅提升，既有管网无需扩容即可承接新增供暖负荷，避免了大规模管网改造的巨额投资与施工干扰。
2）25℃的低温回水返回热电厂后，可深度回收汽轮机循环冷却水的低温废热。
行业实测数据表明，当一次网回水温度降至35℃以下时，供暖量中回收的电厂冷却废热占比可达30%以上，能够显著降低供暖季热源侧的化石燃料消耗。
NO.4溴化锂吸收式热泵的主流分类与适用场景
根据不同分类标准，溴化锂吸收式热泵可分为多种类型，适用于不同的场合：
1）第一类吸收式热泵（增热型热泵）
以高温热源为驱动力，吸收低温热源的热量，输出中温热量，输出热量大于驱动热量。换热站大温差换热采用的均为第一类热泵，核心目标是提取一次网低温余热、增加二次网供暖量。
2）第二类吸收式热泵（升温型热泵）
以中温热源为驱动力，将部分中低位热能提升为高温热能输出，另一部分热量排放至环境，主要用于获取温度更高的供暖介质，适特定的高温供热场合。
第一类吸收式热泵又分为两种类型：
1）单效吸收式热泵
仅设置一台发生器，驱动热源仅被利用一次，结构简单、造价较低，适用100~120℃的一次供水温度，多用于小区换热站改造。
2）双效吸收式热泵
设置高压、低压两套生器，驱动热源的热量被两次梯级利用，热力系数更高，换热深度更大，可将一次回水降至更低温度，适配120~130℃的高温一次供水，是大型集中供暖能源站的主要选择。
京公网安备 11011502004515号 
