Performance of Coupled High-Temperature Heat Pump with Steam Supply Through Long-Distance Hot-Water Pipeline

Huang Guohua; Jiang Yi; Li Yanan; Zhao Jinzi; Xie Xiaoyun

doi:10.12465/issn.0253-4339.20250613001

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Performance of Coupled High-Temperature Heat Pump with Steam Supply Through Long-Distance Hot-Water Pipeline

更新时间：2026-02-09

- Performance of Coupled High-Temperature Heat Pump with Steam Supply Through Long-Distance Hot-Water Pipeline
- Journal of Refrigeration Pages: 1-9(2026)
- 作者机构：
  
  1.清华大学建筑节能研究中心北京 100084
  2. 同方节能工程技术有限公司北京 100083
- 作者简介：
- 基金信息：
  
  the National Key Research and Development Program of China(2024YFC3810002)
- DOI：10.12465/issn.0253-4339.20250613001
  CLC： TB657.5;TK123
- CSTR：XXXXX.XX.XXX.20250613001
- Received：13 June 2025，
  
  Revised：2025-08-18，
  
  Accepted：19 August 2025，
  
  Online First：09 February 2026，
- 稿件说明：
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黄国华,江亿,李亚南等.热水长输供蒸汽吸收-压缩耦合高温热泵性能研究[J].制冷学报,

Huang Guohua,Jiang Yi,Li Yanan,et al.Performance of Coupled High-Temperature Heat Pump with Steam Supply Through Long-Distance Hot-Water Pipeline[J].Journal of Refrigeration,
黄国华,江亿,李亚南等.热水长输供蒸汽吸收-压缩耦合高温热泵性能研究[J].制冷学报, DOI：10.12465/issn.0253-4339.20250613001. CSTR： XXXXX.XX.XXX.20250613001.

Huang Guohua,Jiang Yi,Li Yanan,et al.Performance of Coupled High-Temperature Heat Pump with Steam Supply Through Long-Distance Hot-Water Pipeline[J].Journal of Refrigeration, DOI：10.12465/issn.0253-4339.20250613001. CSTR： XXXXX.XX.XXX.20250613001.

摘要

针对热电联产热水长输末端高效制蒸汽应用场景，本文将吸收式换热器与高温蒸汽热泵相结合，提出了一种新型吸收-压缩耦合高温热泵循环系统，建立了系统热力学模型，分析了一次网供水温度、微压蒸汽温度、蒸汽供给温度等参数对耦合高温热泵性能的影响。结果表明：一次网供水温度越高，吸收式换热器提升温度的能力越大，耦合系统COP越大，单位蒸汽耗电量越小。随着微压蒸汽的温度由75 ℃增至100 ℃，耦合系统COP先增大后减小，单位蒸汽耗电量先减小后增大。当微压蒸汽温度为80 ℃时，耦合系统COP为最大值2.6，单位蒸汽耗电量为最小值285.3 kW∙h/（t/h）。随着蒸汽供应温度的升高，耦合系统COP单调减小，单位蒸汽耗电量单调升高。当蒸汽供给温度由100 ℃升至200 ℃时，耦合系统COP由4.3降至2.3，单位蒸汽耗电量由166.2 kW∙h/（t/h）升至316.0 kW∙h/（t/h）。

Abstract

To achieve efficient steam generation at the end of long-distance hot-water transmission in cogeneration systems， this study combines an absorption heat exchanger with a high-temperature steam heat pump and proposes a novel absorption-compression-coupled high-temperature heat-pump cycle system. A thermodynamic model of the system is established， and the effects of parameters， such as the supply-water temperature of the primary network， the micro-pressure steam temperature， and the steam-supply temperature， on the performance of the coupled high-temperature heat pump are analyzed. The results show that the higher the supply-water temperature of the primary network， the greater is the temperature-increasing capacity of the absorption heat exchanger， the larger is the COP （coefficient of performance） of the coupled system， and the smaller is the unit steam consumption. As the temperature of the micro-pressure steam increases from 75 ℃ to 100 ℃， the COP of the coupled system first increases and then decreases， whereas the unit steam consumption first decreases and then increases. When the temperature of the micro-pressure steam is 80 ℃， the COP of the coupled system reaches a maximum value of 2.6， and the unit steam consumption records a minimum value of 285.3 kW∙h/（t/h）. As the steam-supply temperature increases， the COP of the coupled system decreases monotonically， while the unit steam consumption increases monotonically. When the steam-supply temperature increases from 100 ℃ to 200 ℃， the COP of the coupled system decreases from 4.3 to 2.3 while the unit steam consumption increases from 166.2 to 316.0 kW∙h/（t/h）.

关键词

Keywords

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