利用工业余热的某水源热泵供热项目分析庞丽颖，陈九法摘要：介绍了水源热泵系统的发展和工业废水利用现状，主要对河北省某工业余热回收的水源热泵供热项目的项目概况、系统组成和水源条件等进行了具体介绍，通过对项目的投资、效益进行概算，分析了项目的节能和减排效益，得到项目的可行性结论。关键词：水源热泵；工业余热中图分类号：TK09文献标志码：A文章编号：1001-5523(2011)06-0039-03近20年来，水源热泵空调系统在北美许多国家迅猛量或冷量。以井水源为例，水源热泵系统原理见图1。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％。目前广泛应用的热泵有压缩式和吸收式两种，压缩式热泵技术较成熟，但是相比吸收式热泵，它的耗电量较大。而吸收式热泵的应用由于受到驱动热源的限制，在有废热可以利用时经济性显著，否则设备的初投资会大大增加，需慎重考虑驱动热源的供应稳定性问题。另外压缩机是整个制冷系统的核心部件，在压缩机的选择上，一般大型水冷机组选用活塞式或半封闭螺杆式压缩机，对于严寒或要求热水温度较高的场合，推荐使用螺杆式压缩机。对于中小型建筑可以采用涡旋式压缩机，是目前较为先进的一种压缩机，涡旋压缩机具有机效率高，噪声小，寿命长，运转平衡等优点，适合大范围推广。发展。目前在中国的应用也日趋活跃。我国公用建筑空调系统、住宅建筑供冷暖、工业建筑空调系统等都有大规模水源热泵系统的应用。采用水源热泵技术，充分利用水源的低温热能，是一种理想的采暖、空调方式，具有耗能少，不污染环境等优点，符合可持续发展的要求。1水源热泵系统水源热泵，它是以水为热源进行制冷（制热）循环的一种装置。水源热泵利用地球表面浅层水源如地下水、2取能形式水源热泵的取能形式多样，有水井系统、地埋管系统、江河湖泊系统、海水系统、污水系统和工业余热回收系统等。水井系统设计时，需注意把握地质结构、动静水位、井口深度、进出水温、周边水源的腐蚀性、管材造价等因素；地埋图1水源热泵系统原理图泊中吸收的太阳能和地热能作为热泵系统的低温热源，通过少量的高品质电能输入，实现能量由低位向高位转移。通常水源热泵消耗1kW的能量，用户可以得到4kW以上392011年第6期·能源研究与利用JIENENGKEJI节能科技物性测试等问题；海水系统由于自身潜在的腐蚀性和海生物附着等的影响，在应用时应主要注意做好过滤、杀菌、祛藻、去生物幼虫等工作；江河湖泊系统需要根据水源情况特殊设计；污水源热泵系统主要注意取水换热过程中的堵塞问题和装置的除污性能。工业废热的取能形式，不受地质结构的影响，无需钻孔埋管等额外费用，水源的腐蚀性小。很多工业生产过程会产生大量热能，这些热量很多情况都直接被排放到环境中，比如化工厂的余热，热电厂的冷却工艺流程，钢铁厂的冷却工艺流程，焦化厂的烧制工段等。这些余热对于工业厂区来说大多数都是废热甚至是负担，如果将这大量的热源充分加以利用，不仅能帮助工业厂区冬季解决冷却问题，其节能、环保效益也非常显著。用户提供热量。即间接式、分散热泵机房供热方式，其中换热后的二次低温热源水利用循环水泵通过热源水二次管网输送到用户侧的热泵机房，热泵机房建于用户侧，系统流程见图2。中间换热站总占地面积20000m2，总建筑面积11770m2；热源水二次管网铺设47660m；用户侧热泵站60个。3.3水源条件该地区附近某循环化工基地（以下简称化工基地）拥有丰富的工艺循环水，包括在建及拟建项目，总计约13万t/h，为项目建设提供了优质、稳定的水源条件。循环水进冷却塔温度约为33℃，进出水温差约为7℃。3.4管网组成整个系统管网由三部分组成，热源水一次管网循环过程，热源水二次管网循环过程和用户侧水循环过程。热源水一次管网循环过程利用循环化工基地的工艺循环水，作为水源热泵的热源水，把工艺水引至循环化工基地新建的换热首站，作为换热器的一次水，供回水温度为30~22℃，经换热后回到工艺生产车间。热源水二次管网循环过程中间换热间板式换热器另一侧二次水为经过软化的自来水，...