节能新突破！利用厂区余热改造水源热泵的实例剖析

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1. 研究背景与目的

随着社会发展，空调在生活和工作中至关重要，同时碳达峰碳中和目标以及建设节约型社会的需求，促使企业和人们更加合理地使用资源，减少能源消耗和碳排放。 本文旨在介绍一种利用厂区余热改造水源热泵的方法，并通过实例分析其节能减排效果。

2. 水源热泵工艺简介

热泵循环以消耗机械能或热能完成热量从低温热源向高温热源的逆卡诺循环。按热源种类可分为多种形式，水源热泵常用管壳式或水箱式换热器作为冷凝器和蒸发器。 在制冷模式下，管壳式蒸发器提供冷水；制热模式下，冷凝器和蒸发器功能互换提供热水。水源热泵可利用的水体温度冬季较高，具有能效比高、蓄热能力大、设备紧凑、运行稳定、无污染等优点，还可供应生活热水，适用于有供暖和供冷需求的建筑物，能节省能源和设备初投资。

3. 实例问题分析

企业情况：镇江市某企业采用协同处理技术处理餐厨废弃物与生活污泥，生产多种资源化产品，但在生产过程中，采用污水源热泵为办公区域制冷供热出现问题。 故障原因：热泵机组使用的管壳式换热器及管道被腐蚀严重。因为厂区使用的是污水处理厂处理后的含次氯酸钠的中水，夏季中水走壳程，冬季走管程，导致腐蚀，水源热泵无法运行。

4. 改造方案

系统构成：采用 210kW 水源热泵与 230kW 余热蒸汽热回收装置组合的系统。高温蒸汽在相关系统释放热量后，通过板式换热器加热循环水代替原水源热泵工质，热水回到锅炉软水箱，重新进入锅炉系统产蒸汽给厂区供热，循环利用。板式换热器进出水处设有自动温控调节装置。 运行方式：夏季制冷时，手动打开相关阀门，启动水源热泵机组为风管机提供冷水；冬季制热时，打开另外相关阀门，回收蒸汽余热为风管机提供热水。

5. 节能方案评估

该项目于 2019 年春季确定方案，夏季实施，冬季正式运行。对比改造前后厂区 12 月至次年 2 月（2018 - 2021 年）的用电量，发现具有一定规律，工作日用电量高，周末低；1 月气温低用电量高。 数据显示，改造后两年内平均每天节电效果显著，节约总量达到 349200kW・h，折算成标准煤约 43t，折算成 减排量 129t。

6. 结论

水源热泵系统需从多方面考虑，水源质量影响运行效果。针对水源热泵因水源污染无法正常运行的问题，本文提出的利用厂区余热蒸汽供热的方法效果良好。 改造后设备运行正常，制热效果好，近两年节约大量电量，具有显著的环境效益，值得推广和参考。 水源热泵联合市政集中供热的系统设计方案及供热模式分析 地源热泵技术应用广度与深度的有效拓展 惊爆！工业园区供暖采用中深层地热能+水源热泵梯级利用，节能省 70%，效益分析！ 印染废水热泵余热回收系统设计及节能环保性分析

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