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Energy grade splitting of hot water via a double effect absorption heat transformer
Energy Conversion and Management ( IF 8.208 ) Pub Date : 2021-01-13 , DOI: 10.1016/j.enconman.2020.113821
Z.Y. Xu; J.T. Gao; H.C. Mao; D.S. Liu; R.Z. Wang

Energy level mismatch between waste heat and energy users poses huge barrier for local waste heat recovery. To tackle this challenge, an energy grade splitting strategy of hot water via absorption heat transformer is proposed. In this strategy, the hot water is separated into two branches. An absorption heat transformer extracts waste heat from the colder branch, and delivers heat output to increase the temperature of hotter branch. This process could deliver high temperature output and decrease the temperature of waste heat simultaneously, which meets the local waste heat recovery demand. Both experimental and modeling researches are carried out to investigate this strategy. Firstly, double effect LiBr-water absorption heat transformer is adopted for performance enhancement, and experimental investigation was carried out. Testing results showed that 391.4 kW heat output and COP of 0.618 were achieved, under colder branch temperature of 149.7 → 128.1 °C and hotter branch temperature of 151.0 → 128.1 °C. Secondly, modeling framework was built and used to evaluate the energy grade splitting performance under different conditions. Results showed that the proposed energy grade splitting strategy is effective under waste heat source temperatures of 130.0–160.0 °C, temperature lift of 5.0–20.0 °C, mass split ratio of 0.10–1.60 and temperature split ratio of 2.00–20.00. Such an effective and flexible strategy could further be promoted to other scenarios with different heat conversion technologies, and contribute to the wide application of local waste heat recovery.



中文翻译:

通过双效吸收式热转换器对热水进行能量等级分配

余热与能源用户之间的能级不匹配为当地余热回收带来了巨大障碍。为了解决这一挑战,提出了一种通过吸收式热转换器对热水进行能量分级的策略。在这种策略下,热水被分为两个分支。吸收式热转换器从较冷的分支中提取废热,并输出热量以提高较热分支的温度。该工艺可以提供高温输出,同时降低废热温度,满足了当地废热回收的需求。进行了实验研究和建模研究以研究该策略。首先,采用双效LiBr-吸水换热器来提高性能,并进行了实验研究。测试结果表明,在较冷的分支温度149.7→128.1°C和较热的分支温度151.0→128.1°C时,实现了391.4 kW的热输出和COP为0.618。其次,建立了建模框架并用于评估不同条件下的能量等级分配性能。结果表明,建议的能量等级分配策略在余热源温度130.0–160.0°C,温度提升5.0–20.0°C,质量分配比0.10–1.60和温度分配比2.00–20.00的情况下有效。这种有效且灵活的策略可以进一步推广到具有不同热转换技术的其他方案,并有助于局部余热回收的广泛应用。1°C和较热的分支温度151.0→128.1°C。其次,建立了建模框架并用于评估不同条件下的能量等级分配性能。结果表明,建议的能量等级分配策略在余热源温度130.0–160.0°C,温度提升5.0–20.0°C,质量分配比0.10–1.60和温度分配比2.00–20.00的情况下有效。这种有效且灵活的策略可以进一步推广到具有不同热转换技术的其他方案,并有助于局部余热回收的广泛应用。1°C和较热的分支温度151.0→128.1°C。其次,建立了建模框架并用于评估不同条件下的能量等级分配性能。结果表明,建议的能量等级分配策略在余热源温度130.0–160.0°C,温度提升5.0–20.0°C,质量分配比0.10–1.60和温度分配比2.00–20.00的情况下有效。这种有效且灵活的策略可以进一步推广到具有不同热转换技术的其他方案,并有助于局部余热回收的广泛应用。结果表明,建议的能量等级分配策略在余热源温度130.0–160.0°C,温度提升5.0–20.0°C,质量分配比0.10–1.60和温度分配比2.00–20.00的情况下有效。这种有效且灵活的策略可以进一步推广到具有不同热转换技术的其他方案,并有助于局部余热回收的广泛应用。结果表明,建议的能量等级分配策略在余热源温度130.0–160.0°C,温度提升5.0–20.0°C,质量分配比0.10–1.60和温度分配比2.00–20.00的情况下有效。这种有效且灵活的策略可以进一步推广到具有不同热转换技术的其他方案,并有助于本地余热回收的广泛应用。

更新日期:2021-01-13
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