水源热泵和水蓄冷节能技术在工业节能中的应用

上海富田空调冷冻设备有限公司节能事业部节能新技术推介—水源热泵、大温差水蓄冷在工业企业节能改造中的应用目录富田高效能地（水）源热泵机组简介4水源热泵技术在工业余（废）热回收中的应用2大温差水蓄冷技术在工业企业节能改造中的应用3水源热泵技术简介1关心世间冷暖，追求卓越品质Seasons热泵是一种热量提升装置，就如同水泵把水从低处提升送到高处一样，它是利用高位能（如电能），把低温热源区的热量提升到高温热源区，而热泵机组系统所消耗的功仅为所得热量的三分之一或更低，这也是热泵的节能特点。热泵技术定义低溫高溫HP水泵产生位能差→将水由低处送至高水位热泵产生温度差→将热量由低温区送至高温热泵技术简介关心世间冷暖，追求卓越品质Seasons热泵技术定义热泵按照热源可分为空气源热泵、地源热泵，见下图：通过热泵机组，夏季可以建筑室内（低温度环境）的热量吸收通过压缩机做功，然后通过冷凝器排放到室外（高温环境）中，冬季从室外（低温环境）提取热量为室内供暖，这就是我们随处可见的空调。热泵技术简介热泵技术分类热泵技术空气源热泵地源热泵地下水源热泵地表水源热泵(江水、河水、湖水、海水、生活污水、工业污水、循环冷却水等）地埋管地源热泵热泵技术简介—分类关心世间冷暖，追求卓越品质Seasons在大部分工业生产工艺中，有大量的冷却水需要不断地通过冷却塔向大气散热，而在其它工艺中可能又需要大量的热，这些热量大多数通过燃煤燃油锅炉或风冷热泵来满足。这就造成了一边放热，而另一边却需要热的不合理能量利用，水源热泵技术在工业余（废）热回收中的应用关心世间冷暖，追求卓越品质Seasons水源热泵技术在工业余（废）热回收中的应用工业余热来源锅炉高温烟气80～120℃矿山坑道排风20~35℃，热电厂冷却水25～40℃油田采油废水40℃煤矿坑道排水14～25℃冶炼厂冷却水30~80℃化工化肥厂冷却水25-40℃纺织印染厂循环水30-50℃食品厂空调冷却水22-40℃光伏企业高炉冷却水23-40℃。。。。。。。。。。。。。。。。。。关心世间冷暖，追求卓越品质Seasons空压机冷却炉体冷却凝汽器冷却汽轮器冷却其他工业冷却热量冷却塔大气工业冷却水热量通过冷却塔散发到大气中去水源热泵技术在工业余（废）热回收中的应用关心世间冷暖，追求卓越品质Seasons工业余热利用的意义：多数耗能设备都只利用了热能中的一小部分。对废弃的工业余热回收利用，能节约一次能源，提高经济效益，减少污染，是节能减排的重要领域和课题，有很高的经济效益和社会效益。水源热泵技术在工业余（废）热回收中的应用关心世间冷暖，追求卓越品质Seasons空压机冷却炉体冷却凝汽器冷却汽轮器冷却其他工业冷却热量热泵机组热量工业热水空调采暖生活热水热泵机组从工业冷却水中提取热量制成热水供工业、生活、采暖等使用水源热泵技术在工业余（废）热回收中的应用关心世间冷暖，追求卓越品质Seasons如果用热泵回收冷却水中的热量，转移到需要用热的环节，将大大降低一次能源消耗及系统的能耗，同时可以减少大量的CO2和SO2的排放，减少对环境的热污染，改善大气环境。水源热泵技术在工业余（废）热回收中的应用关心世间冷暖，追求卓越品质Seasons项目公式结果加热1吨耗热量单位质量的水×温差×1.163＝1×(55-15)×1.16346.52KW·h采用电直接加热耗热量×电价=46.52×0.732.56元水源热泵废热回收耗热量÷高效能水源热泵能效比×电价＝46.52÷5×0.76.51元燃煤锅炉热量÷换算系数÷煤发热值÷锅炉效率×煤价＝46.52×3600÷4.19÷4800÷0.85×0.888.62元燃油锅炉耗热量÷换算系数÷油的热值÷油锅炉效率×油价＝46.52×3600÷4.19÷8200÷0.85×5.833.26元注：1、电费按0.7元/度计算，柴油按5.8元/升计算，天然气按2.8元/立方计算，煤按880元/吨计算加热一吨温升40℃（15-55℃）的热水运行费用：水源热泵技术在工业余（废）热回收中的应用关心世间冷暖，追求卓越品质Seasons常州某某公司（美国纳斯达克上市公司）西区水站炉冷水是各种高炉设备产品的间接冷却水。冬季水温达23℃—28℃，流量约为1000m3/h；同时2#车间、1#车间冬季分别采用5台和4台250RT风冷热泵制热。冬季环境温度越低时，风冷热泵能效比越低，机组供热能力越差，运行费用越高，机组还要不断地除霜，第一耗电，第二达不到车间要求的制热效果。水源热泵技术在工业余（废）热回收中的应用—典型案例关心世间冷暖，追求卓越品质Seasons改造方案设计：利用水对于水源热泵提取23℃—28℃的循环水中的废热提供45℃—50℃左右的空调热水，制热系数非常好，是低温热水采暖系统以及风机盘管的理想热媒。改造方案采用3台370RT水源热泵机组代替风冷热泵，水源热泵提取炉冷水中热量，加热空调末端回水，原理图如下：水源热泵技术在工业余（废）热回收中的应用—典型案例系统原理图水源热泵技术在工业余（废）热回收中的应用—典型案例关心世间冷暖，追求卓越品质Seasons改造前运行费用：1、西区冬季风冷热泵运行费用=885×（5+3）30/2.4×0.75×100×24×0.629=334万元2、炉冷循环水需要冷却塔散热运行费用冷却塔运行费用=1000×160×3×24×100×8/860×0.03×0.629=20.22万元合计：334+20.22=354.22万元1、每年制热4个月共100天，每天24小时；2、电费按0.629元/度；3、西区车间风冷热泵满荷载运行系数取0.75；4、风冷热泵机组平均能效比取2.4；5、冬季冷却塔散热能耗取每1KW热量冷却塔需要耗电0.03KW注：水源热泵技术在工业余（废）热回收中的应用—典型案例关心世间冷暖，追求卓越品质Seasons改造后运行费用：1、3台水源热泵年运行费用=1570×3/5.43×0.9×24×100×0.629=117.85万元2、空调一次泵运行费用=18.5×3×24×100×0.629=8.38万元合计：117.85+8.38=126.23万元注：1、每年制热4个月共100天，每天24小时；2、电费按0.629元/度；3、水源热泵机组满荷载运行系数取0.9；4、水源热泵机组平均能效比取5.43；水源热泵技术在工业余（废）热回收中的应用—典型案例关心世间冷暖，追求卓越品质Seasons投资分析根据计算，投资部分只需要1.8年就可以回收系统成本节能改造投资（万元）改造前运行费用（万元）改造后运行费用（万元）年节省费用（万元）投资回收期（年）409.8354.22126.23227.991.8水源热泵技术在工业余（废）热回收中的应用—典型案例关心世间冷暖，追求卓越品质Seasons水蓄冷技术是利用电网的峰谷电价差，夜间采用制冷机组在水池内蓄冷,白天水池放冷而主机避峰运行的节能空调方式，它具有投资小，运行可靠，制冷效果好，经济效益明显的特点冷源。能够显著降低制冷及空调系统运行电费大温差水蓄冷技术在工业企业节能改造中的应用关心世间冷暖，追求卓越品质Seasons大温差水蓄冷技术在工业企业节能改造中的应用水蓄能技术主要是利用了水的物理特性。对于在1个大气压的水，4℃水温时其密度最大。随着水温的升高，其密度在不断减小，如果不受到外力扰动，一般容易形成冷水在下，热水在上的自然分层状态，水蓄冷时一般是4－14℃。关心世间冷暖，追求卓越品质Seasons大温差水蓄冷技术在工业企业节能改造中的应用在蓄冷循环中，冷水机组送来的冷水由蓄能槽下部的布水器进入蓄能槽，而原来槽内的热水则从蓄能槽上部的布水器流出，进入冷水机组降温。随着冷水体积的增加，槽内冷热水交界的斜温层将被向上推移，而槽中总水量保持不变；在放冷循环中，水流动方向相反，冷水由下部布水器被放冷泵抽出送至用户，经换热后的温度较高的水则从上部布水器进入蓄能槽。其工作过程如下图所示。∨∨∨∨∧∧∧∧取冷回蓄冷出取冷出蓄冷进13℃5℃0℃5℃10℃15℃水位斜温层水温大温差水蓄冷技术在工业企业节能改造中的应用蓄冷罐形状:正方体长方体圆柱体∨∨∨∨∧∧∧∧取冷回蓄冷出取冷出蓄冷进13℃5℃0℃5℃10℃15℃水位斜温层水温关心世间冷暖，追求卓越品质Seasons大温差水蓄冷有以下独到的优点：①可以减小水蓄冷槽的体积，克服水蓄冷槽体积大的弱点。②可以使用常规空调设备，避免带来系统初投资增加的压力。③采用大温差水蓄冷槽使得空调末端侧亦有了大温差化的可能，空调水量的减少带来水泵动力的减少。④具有均衡电力需求、移峰填谷的作用。大温差水蓄冷技术在工业企业节能改造中的应用恒压阀变流量负荷泵一次冷水泵止回阀止回阀止回阀温度调节阀恒压阀空调末端制冷机组蓄冷槽电动三通阀电动三通阀斜温层蓄冷罐板换制冷机负荷水蓄冷间接流程关心世间冷暖，追求卓越品质SeasonsSeasons独特的喷淋式（降膜式）蒸发器专项技术，蒸发器内部的喷淋式内部结构设计，合理的蒸发空间，降低蒸发阻力，配有喷淋式专用之内外强化蒸发管，提高换热性能。富田高效能地（水）源热泵机组简介关心世间冷暖，追求卓越品质Seasons富田高效能地（水）源热泵机组简介喷淋式（降膜式）蒸发器具备满液式蒸发器换热效率高、能效比高的特点，又大大的降低制冷剂填充量，回油更加安全便利，彻底解决了第二代满液式蒸发器回油处理难度较大的问题；压缩机吸气端液态冷媒关心世间冷暖，追求卓越品质Seasons喷淋（降膜）式蒸发器的优势★优势之一：解决回油难问题，回油稳定，有效延长机组寿命★优势之二：节能效果比满液式蒸发器提高10%★优势之三：制冷剂用量减少环保意义突出富田高效能地（水）源热泵机组简介关心世间冷暖，追求卓越品质Seasons喷淋（降膜）式水源热泵机组与干式、满液式机组比较项目喷淋（降膜）式满液式干式蒸发器形式喷淋（降膜）式满液式干式能效比（COP值）比干式提高20-30%，比满液式提高5%比干式提高15-25%低换热方式水走管程、制冷剂走壳程水走管程、制冷剂走壳程水走壳程、制冷剂走管程换热效率高高低传热温差传热温度差为2℃传热温度差为2℃传热温度差为5℃空调工况蒸发温度2℃2℃5℃换热效率比干式高20-30%比干式高20-30%低制冷剂填充量仅需满液式的1/2-2/3制冷剂的充注量较大，成本高仅需满液式的1/2-2/3回油处理回油稳定可靠，有效延长机组使用寿命部分负荷时回油不彻底、不充分，影响压缩机轴承的润滑效果，缩短机组的使用寿命回油稳定可靠，方便，有效延长机组使用寿命蒸发器体积小大小富田高效能地（水）源热泵机组简介关心世间冷暖，追求卓越品质SeasonsSPRING-WM-640B-2D制热量:2250KW制冷量:2024KW地源热泵机组高效能水（地）源热泵机组国家检测中心测试报告关心世间冷暖，追求卓越品质Seasons上海外滩源应用机型SPRING-WM-235A-1DHT2台富田高效能地（水）源热泵机组典型案例关心世间冷暖，追求卓越品质Seasons中国水利博物馆在博物馆内采用地源热泵系统中央空调系统,可以节约能源、降低排放、减少运营费用、大力推广新能源、应用新技术,体现水博的特色。应用机型SPRING-WM-340B-1DLT3台中国水利博物馆富田高效能地（水）源热泵机组典型案例上海富田空调冷冻设备有限公司地源热泵事业部谢业惠：13311735722