水（地）源熱泵在建筑用能和工業(yè)余熱回收中應(yīng)用

上海上藍熱泵技術(shù)有限公司 虞幸芝

煙臺藍德空調(diào)工業(yè)責(zé)任有限公司 于 江

水(地)源熱泵技術(shù)的基本原理是：熱泵機組消耗少量電能，將水(地下水、江河湖水、海水、城市污水、工業(yè)廢水等)、土壤以及空氣中的熱量轉(zhuǎn)移到房間，冬季采暖，夏季制冷，并供應(yīng)衛(wèi)生熱水。該技術(shù)不消耗一次能源、不污染環(huán)境，無燃燒，零排放，比傳統(tǒng)采暖、制冷方式節(jié)約運行費用30%～60%。

下面就熱泵在建筑和工業(yè)兩個領(lǐng)域的應(yīng)用作介紹

1 建筑采暖制冷和制生活熱水一體化

目前，建筑的制冷、采暖和衛(wèi)生熱水供應(yīng)，多數(shù)采用的是傳統(tǒng)的分體空調(diào)、冷水機組+鍋爐、直燃式溴化鋰等方式。這些方式有的消耗一次能源，運行費用或投資費用高，有的存在環(huán)境的污染，一般不能制取熱水。

在建筑物中推廣使用節(jié)能環(huán)保的熱泵技術(shù)，投資成本不高，運行費用低，——機多用，已被很多專家和用戶認識，在發(fā)達國家，熱泵技術(shù)得到快速推廣應(yīng)用；在我國東北、津地區(qū)也已在迅速推廣使用。

由于上海等周遍地區(qū)，地表水缺失嚴重，也少有具備埋管的土地水(地)源熱泵的應(yīng)用受到了極大的制約。

為解決這一實際情況，目前我國生產(chǎn)水(地)源熱泵最大的生產(chǎn)廠家之——煙臺藍德空調(diào)工業(yè)有限責(zé)任公司，經(jīng)過幾年的專心研發(fā)，成功地推出了適合于長江以南(最低氣溫-9℃以上，空氣濕度較大)地區(qū)使用的熱泵新產(chǎn)品——能源塔熱泵，并取得國家專利(專利號ZL200720025071.2)。

能源塔熱泵在冬季，利用冰點低于零攝氏度的載體介質(zhì)，高效提取空氣中水蒸汽凝結(jié)為水的過程中所放出的熱量，達到制熱目的：夏季由于能源塔的特殊設(shè)計，起到了高效冷卻塔的作用，達到制冷的目的（參見圖1）。經(jīng)過實際運行測試，整個冬季能源塔熱泵平均能效比在3.5以上，夏季平均能效比在4.5以上，較比傳統(tǒng)中央空調(diào)節(jié)能30%以上。

能源塔熱泵技術(shù)投資少，節(jié)能效果顯著。目前在南京天盛大酒店、無錫芙蓉山莊、浙江大學(xué)紫金港校區(qū)、貴州甕安行政審批中心、湖南瀏陽集里醫(yī)院等工程中得到成功應(yīng)用。

隨著熱泵技術(shù)的不斷發(fā)展，人們對節(jié)能減排意識的增強熱泵在建筑物的采暖制冷和制生活熱水一體化應(yīng)用將更廣泛。

2 工業(yè)余熱回收

熱泵技術(shù)同樣還可以應(yīng)用到工業(yè)余熱回收，可選用藍德工業(yè)熱泵實現(xiàn)節(jié)能減排。如印染廢水、水冷空壓機、熱電廠冷卻水、生產(chǎn)工藝低溫水等等，條件是以水為介質(zhì)排放的廢熱均可用工業(yè)熱泵技術(shù)進行余熱回收，并將回收的熱量用于加熱洗浴用水、鍋爐補水、保溫、生產(chǎn)工藝用熱水等?？梢粰C多用。

工業(yè)熱泵系統(tǒng)具有供水溫度穩(wěn)定、系統(tǒng)安全性高、自動化程度高、投資回收短 (一般不超過2-3年)、并可節(jié)約煤炭等一次能源的耗用、減少廢氣廢熱的排放等諸多優(yōu)勢，目前上海地區(qū)已經(jīng)在上海雙錢載重輪胎股份有限公司、上海彩生色料化學(xué)有限公司、上海南大化工廠得到成功應(yīng)用。工業(yè)熱泵系統(tǒng)流程圖（見圖2）。

工業(yè)熱泵制備熱水與其他加熱方式的費用對比見表1。

表1 加熱1噸熱水（15-55℃）費用對比

注：計算條件為

①電價0.50元/kwh；

②煤價700元/t

③蒸汽價格0.4MPa蒸汽，220元/t;

④煤發(fā)熱值5000kcal/kg

⑤鍋爐效率70%；

⑥工業(yè)熱泵能效比4.50。

如果按照工藝需求熱水量300t/d，全年工作360d計算，使用工業(yè)熱泵加熱熱水比使用燃煤鍋爐節(jié)約費用27.75萬余元，將水燃燒標準煤615t，投資回收期不超過18個月左右。

從以上的分析可以看出，采用工業(yè)熱泵系統(tǒng)進行余熱回收，實現(xiàn)低品位能源的再次利用，減少廢氣廢熱排放，節(jié)能效果明顯，經(jīng)濟效益顯著，應(yīng)用前景廣闊。