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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】

余热高温热泵游志高 2015-10-23 08:11 来源：智研咨询

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

智研咨询发布的《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	电	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	电	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。