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废水源热泵在工业中的应用
废水源热泵在工业中的应用
来源:中制冷设备网    2009-6-3
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一、废热水排放企业的给水和排水现状
    这几个月来,我公司对南通多家企业(如印染企业、食品加工业、化工企业)和院校集体浴室进行了实地考察研究,过程中发现有很多企业在生产过程中需要供应热水或产生热水(40℃以上)、学校集体浴室有大量的废热水(30℃以上)排放,这些热水使用或产生后通常不能再次使用,而是(作了相应要求的净化处理)直接排放到环境中,这些废热不但不能利用,反而对环境产生热污染,这不是企业和环保部门想要的结果。以印染企业和学校为例,我们画出了两者水循环常规工艺流程图,如下图所示。

 

二、为废热水排放单位开发废水源热回收热泵产品
     为了使企业集体浴室排放的废热水热量被充分回收利用,而不对环境产生热污染,我们根据废热水排放单位的特殊情况研究开发了废水源热回收热泵产品。该类型热泵能为企业或学校回收利用废水中的余热为企业或学校提供较高温度的热水,这不仅帮助控制了热污染,而且因为该类型产品属于节能环保型产品,更能为企业或学校节省生产这部分热水的费用。该类型热泵产品集节能环保与废热回收于一体,具有使用安全可靠,运行稳定,维护费用少,使用寿命长等诸多优点,适合普遍推广应用。
一)废水源热回收热泵工作原理


1.工作原理:

废水源热回收热泵工作原理介绍(参见下面工作原理图):
 
      废水循环泵把处理过的企业余热废水(温度40℃以上)抽送到防腐热回收换热器,把热量部分地传给低温(15℃左右)的冷水(如自来水),使冷水温度升高(到30℃左右),自己温度下降(到30℃左右)之后到蒸发器中继续释放热量,出水温度降到15℃左右后排放掉,释放的热量被制冷剂循环吸收,制冷剂通过压缩机循环做功,在冷凝器中把热量再传给先前被升温后的冷水,冷水被加热到高达60℃后即可被企业直接使用。
从工作原理图中可知,整个系统的大部分热量均来自废水热源,图中防腐热回收换热器冷水升温所需热量和蒸发器中制冷剂蒸发所需的热量都来自废水热源,而压缩机带动整个制冷剂系统做功耗费电能极少(整个系统COP值可达6以上,节能效果明显)。显然,该类型产品属于节能环保型废热回收产品,为企业为社会创造的价值将是令人瞩目的。


2.机组构成及运行模式
机组构成:整个废水源热回收热泵由一套常规热泵装置和一个防腐热回收换热器构成。常规热泵装置主要由蒸发器、压缩机、冷凝器和膨胀阀四个主要部分组成,但它又不同于普通的水源热泵,该热泵系统的蒸发器和冷凝器均为针对废水热源系统专门设计,使热泵机组效率达到最高。所用的防腐热回收换热器不仅换热效率高,而且选用材料为长期耐腐蚀的,使用寿命比较长,结构清洗方便。


二)废水源热回收热泵特点
1.节能环保
       机组产生热水的大部分能量来自于废水热源,而本身耗电量少,系统的能效比达1:4,甚至更高(废水热源温度比较高时),投资回报期短,短期即可收回投资;热泵本身就是目前政府非常提倡使用的节能环保产品;系统不会产生任何污染,而且还可解决企业废热污染问题,因而具有良好的社会效益。
2.系统独特,品质优秀
      系统中利用的特殊热泵机组,其冷凝器和蒸发器均为针对废水热源系统专门设计,使热泵机组效率达到最高;防腐热回收换热器选用换热效率高的换热器,换热充分;系统热源均来自废水,温度变化小,不需另加辅助热源,因而系统长久运行稳定。系统的精心设计及机组出厂前使用本公司的高可靠性实验设备的严格性能测试来确保质量,产品以高品质实现用户的需求。
3.运行维护费用低
      系统一年四季全天候运行性能稳定,不受夜晚、阴天、下雨及下雪等恶劣天气的影响,使用寿命长达15年以上,平时基本不需维护,维护费用低。
4.安全可靠
      废热回收热水系统没有普通热水器系统中存在的易燃、易爆、触电、煤气中毒等安全隐患,为安全可靠性产品。
5.安装控制方便
      机组可以安装在室外,如在屋顶、地面等露天放置,可以实现远程监控,占地面积小、安装简单,无需另设工作机房,为企业节省使用空间。系统全自动控制,实现无人操作。


 
三、废水源热回收热泵技术可行性分析
     上面已对废水源热回收热泵工作原理及系统功能特点作了详细介绍,因而技术方面是可行的,重要的是做好技术推广工作。
 

 
四、废水源热回收热泵应具备的功能要求
      1.回收效率高:应用废水源热回收热泵的目的就是要能充分回收利用废水中的余热,因而要求整个系统的回收效率达到最高,这就要求系统元件要经过合理的选型,系统要经过多次的实验认证和优化设计。
      2.系统防腐蚀:因为经过各个生产加工程序后的废水虽经过一些设备净化处理,但处理后的水仍然含有腐蚀性的化学成分存在,因而要求做好废水源热回收热泵的防腐蚀处理,真正让系统经久耐用。这方面就要求所设计的换热器(主要是防腐热回收换热器和蒸发器)的材质为耐腐蚀或不受腐蚀的,同时要保证换热器的换热效率高。

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