余热代气应用效果效应分析

发表时间:2020/3/4   来源:《科学与技术》2019年第17期   作者:纪永红 纪慧颖 王海
[导读] 地源热泵是利用地表浅层土壤能量(地下水、土壤或地表水)作为冬季热泵热源供暖和夏季冷源进行空调的系统
        摘要  地源热泵是利用地表浅层土壤能量(地下水、土壤或地表水)作为冬季热泵热源供暖和夏季冷源进行空调的系统.热泵采暖的优点是无污染、清洁、环保、可持续利用而且造价较低,缺点是对地质条件或自然条件要求较为严格。本文重点侧重于地源热泵供暖与传统供暖方式,如燃煤、燃油和天然气锅炉进行供暖经济性的比较。利用常规供暖对工程楼进行常规供暖设计,对于工程楼进行热负荷计算,之后再根据热负荷进行水利计算,以及总投资成本和运行成本计算。最后,将常规供暖与地源热泵进行经济性比较
        为了充分利用废弃资源,减少不必要的浪费,河口采油厂积极探索节能降耗有效措施,采用二类热泵技术提取站内的污水余热,替代传统燃气加热炉,不仅实现了节能减排,还节省了人工成本,预计年节省天然气400余万方。此一热量是从低温热源取得的,如果不用热泵装置,就无法取得这一热量。故用热泵装置旨可节省燃料,又可利用余热。

水源热泵
         地球表面浅层水源(一般在1000 米以内),如地下水、地表的河流、湖泊和海洋,吸收了太阳进入地球的相当的辐射能量,并且水源的温度一般都十分稳定。水源热泵技术的工作原理就是:通过输入少量高品位能源(如电能),实现低温位热能向高温位转移。水体分别作为冬季热泵供暖的热源和夏季空调的冷源,即在夏季将建筑物中的热量"取"出来,释放到水体中去,由于水源温度低,所以可以高效地带走热量,以达到夏季给建筑物室内制冷的目的;而冬季,则是通过水源热泵机组,从水源中"提取"热能,送到建筑物中采暖。

         优势
         与锅炉(电、燃料)和空气源热泵的供热系统相比,水源热泵具明显的优势。锅炉供热只能将90%~98%的电能或70%~90%的燃料内能转化为热量,供用户使用,因此地源热泵要比电锅炉加热节省三分之二以上的电能,比燃料锅炉节省二分之一以上的能量;由于水源热泵的热源温度全年较为稳定,一般为10~25℃,其制冷、制热系数可达3.5~4.4,与传统的空气源热泵相比,要高出40%左右,其运行费用为普通中央空调的50%~60%。因此,近十几年来,水源热泵空调系统在北美及中、北欧等国家取得了较快的发展,中国的水源热泵市场也日趋活跃,使该项技术得到了相当广泛的应用,成为一种有效的供热和供冷空调技术。

水源热泵原理及应用特点
        1)、利用湖水、河水、地下水及地热水资源,消耗部分电能,冬季把水中的低品位能量“取”出来。供给室内采暖或空调;夏季,把室内的热量取出来释放到水中,达到空调的目的,同时可“免费”为用户加热部分生活热水。


        2)、环保:供热时可代替锅炉房系统,没有燃烧过程,避免了排烟污染,供冷时省去了冷却塔,避免了冷却塔噪音及霉菌污染,使环境更加洁净优美。
        3)、节能: 冬季,投入1kw电能可得到4kW左右的热能;夏季,投入1kw电能,可得到4kw以上的冷量,能源利用率为电采暧方式的3~4倍以上,同时“免费”为用户加热生活热水器。
        4)、省地:省去了锅炉房以及与之配套的煤场和碴场,节约了土地资源。
        5)、节水:以水为源体,吸收或向其释放热量,从而达到供暖或制冷的作用,既不消耗水资源,也不会对其造成污染。
        6)、节资:通过热泵系统来实现供冷气、采暖和供热水器,一次性投资只是传统制冷制热投资的1/2~2/3;运行费用只有传统方式的1/2~2/3 。

溴化锂吸收式冷水机组的优点:
        1.运动部件少,故障率低,运动平稳,振动小,噪声低;
        2.加工简单,操作方便,可实现10%~100%无级调节;
        3.溴化锂溶液无毒,对臭氧层无破坏作用;
        4.可利用余热。废热及其他低品位热能;
        5.运行费用少,安全性好;
        6.以热能为动力,电能耗用少。
        溴化锂吸收式冷水机组的的缺点:
        1.使用寿命比压缩式短;
        2.节电不节能,耗汽量大,热效率低;
        3.机组长期在真空下运行,外气容易侵入,若空气侵入,造成冷量衰减,故要求严格密封,给制造和使用带来不便;
        4.机组排热负荷比压缩式大,对冷却水水质要求较高;
        5.溴化锂溶液对碳钢具有强烈的腐蚀性,影响机组寿命和性能。

       
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