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余热高温热泵技术特点、供热效率及运营成本分析【图】

    热泵(Heat Pump)是一种将低位热源的热能转移到高位热源的装置,通常是先从自然界的空气、水或土壤中获取低品位热能,经过电力做功,并把它传递给被加热的对象(温度较高的物体),其工作原理与 制冷机 相同,都是按照逆卡诺循环工作的,核心部件都是压缩机,所不同的只是工作温度范围不一样。高温热泵一般是指采用R134a制冷剂,环境温度在0℃以上时,供热水温度在80-150℃,当环境温度在-30℃,供热水温度在60-80℃的热泵产品,是相对于目前占市场主导地位的出水温度在55℃以下的热泵产品而言,与一般的热泵而言,效率更高,出水温度更高,应用范围更广。

逆卡诺循环原理

    除了吸收空气源中的热量之外,高温热泵还可以回收工业排放的低品位余热,制取80℃(含)以上热水或蒸汽,大大提升余热的使用效率。

工业余热高温热泵原理图

工业余热高温热泵技术特点

分类
特征
功能特点
制取高温热水(80~150℃)或者蒸汽(95~150℃),用于各行业生产工艺过程中的热需求
能源利用
使用清洁电能,回收利用30~90℃低品位余热
绿色环保
无燃烧过程,无污染无排放,是绿色环保技术
节约能源
消耗部分电能,提升几倍热能,一次综合能源利用率高,比燃煤锅炉效率高3倍以上,比溴化锂热泵机组效率高50%以上
可靠使用
从产品到系统技术成熟,产品使用稳定可靠
投资价值
依据余热回收程度,投资回收周期约1-3年

    中国产业信息网发布的《2015-2022年中国热泵产业市场全景调查及投资方向研究报告》指出:与天然气和电锅炉相比,高温热泵效率高、环保优势明显。一台高温热泵较传统的燃煤锅炉热效率提升3倍多,成本只增加了不到2倍,节约标准煤760吨,全年减少二氧化碳排放约1900吨,减少粉尘排放520吨,二氧化硫排放57吨以及氮氧化物29吨。高效,环保的优势十分明显,大大减少了工业余热的浪费,同时还具有成本优势,在国家大力提倡节能环保的浪潮下,高温热泵具有广阔市场前景。

高温热泵与传统供热方式效率对比

 
燃煤锅炉
燃气锅炉
燃油锅炉
电锅炉
高温热泵
溴化锂热泵机组
燃料种类
原煤
天然气
轻柴油
电锅炉
天然气
燃值kJ/kg
20934
37700
42652
--
--
37700
折算标准系数(公斤标煤/公斤)
0.7143
1.2143
1.4571
1.229
1.229
1.2143
热效率%
70
85
90
95
310
95
有效燃值kJ/kg
14653.8
32045
38386
--
--
35815
年节约标准煤(吨/年)
0
-218.76
-217.46
-258.23
-760.69
-230.36
减少CO2排放(吨/年)
0
-545.38
-542.17
-643.78
-1896.39
-574.28
减少粉尘排放(吨/年)
0
-148.76
-147.87
-175.60
-517.27
-156.64
减少SO2排放(吨/年)
0
-16.40
-16.31
-19.37
-57.05
-17.28
减少氮氧化物(吨/年)
0
-8.20
-8.15
-9.68
-28.53
-8.64

    运营成本低:是天然气锅炉成本的70%,电锅炉的30%

    与天然气和电锅炉相比,高温热泵初始投资成本及运营成本都具备相当优势。从年度总成本来看,高温热泵运行成本比天然气锅炉便宜30%,比电锅炉便宜70%。从初始投资来看,燃煤锅炉<燃气锅炉<燃油锅炉<高温热泵<溴化锂机组。

工业余热高温热泵与传统供热方式运行成本分析

 
燃煤锅炉
燃气锅炉
燃油锅炉
电锅炉
高温热泵
溴化锂热泵机组
燃料种类
原煤
天然气
轻柴油
电锅炉
天然气
折算标准系数(公斤标煤/公斤)
0.7143
1.2143
1.4571
1.229
1.229
1.2143
燃料单价
400元/吨
3.79元/
5710元/
0.93元/度
0.93元/度
3.79元/
单位小时消耗
172kg
78.6
66kg
736度
225度
70
年消耗燃料费用(万元)
55.03
238.43
248.90
548.21
168.00
213.33
年度总成本(万元)
66.26
249.66
260.13
559.44
172.00
217.36
备注:煤价参考Q500动力煤2015年3月价格,取400元/吨计算;天然气参考上海2015年1月26日工业用天然气价格3.79元/立方米计算,轻柴油参考2015年3月上海柴油价格取5710元/立方米计算,电价参考2014年上海非居民用户电价表(分时)计算取0.93元/度。
本文采编:CY209

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标签: 余热高温热泵
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