高温水源热泵在工业废水中的应用
工业余(废)热在水源热泵中的应用
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高温热泵在工业废热回收中的应用研究
高温热泵在工业废热回收中的应用研究第一章：引言在当前环境保护和能源节约的背景下，工业废热回收成为实现可持续发展的重要途径。
高温热泵作为一种高效能源转换设备，已经在工业废热回收领域展现出巨大的应用潜力。
本文将对高温热泵在工业废热回收中的应用进行深入研究。
第二章：高温热泵的工作原理及特点高温热泵是一种基于逆向卡诺循环原理的热泵系统，通过循环工质在高温热源和低温热源之间传递热量，实现能量的高效转换。
与传统的燃烧设备相比，高温热泵具有以下几个优点：1. 高效能：高温热泵能够将低温废热转化为高温热能，实现能量的有效回收和利用。
2. 环保性：高温热泵在工作过程中没有废气和废水排放，减少了环境污染。
3. 灵活性：高温热泵能够适应不同温度和压力条件下的工作要求，提高了系统的适应性和可控性。
4. 综合经济性：高温热泵系统的投资成本相对较低，且运行成本较传统能源设备低，具有较高的综合经济性。
第三章：高温热泵在工业废热回收中的应用案例3.1 钢铁行业钢铁行业是能源消耗量巨大的行业，废热问题一直是制约其可持续发展的主要问题之一。
高温热泵在钢铁行业中的应用已经取得了显著的效果。
通过高温热泵对高温烟气进行回收利用，将废热转化为可用的高温热能，不仅可以降低能源消耗，还可以减少二氧化碳等温室气体的排放。
3.2 化工行业化工行业是另一个能源消耗大户，工业废热回收对于提高能源利用效率非常关键。
高温热泵在化工行业的应用主要集中在废气热回收和废水热回收方面。
通过高温热泵系统对废气和废水中的热能进行回收利用，不仅可以减少污染物的排放，还可以降低生产过程中的能源消耗。
3.3 电力行业电力行业作为国民经济的支柱产业，其能源消耗和废热排放量巨大。
将高温热泵应用于电力行业的废热回收中，不仅可以提高发电效率，还可以减少二氧化碳等温室气体的排放。
同时，通过高温热泵对烟气和热水的回收利用，还可以为当地供暖和热水提供可靠的能源。
第四章：高温热泵在工业废热回收中的技术挑战与发展趋势4.1 技术挑战高温热泵在工业废热回收中仍面临一些技术挑战。
高温水源热泵有效解决石化业能源问题.
高温水源热泵有效解决石化业能源问题随着能源供需矛盾日益加剧，企业如何高效地使用能源、回收各种余热从而节能降耗，已成为迫切需要解决的问题。
高温水源热泵就是近期发展起来的解决石油化工行业能源和环境问题的有效技术。
目前该技术已在欧美国家的石油化工行业大量应用。
热泵是以消耗一部分高质能（机械能、电能等）或高温位能为代价，通过热力循环，把热能由低温物体转移到高温物体的能量利用系统。
高温水源热泵是高温热泵的一类，它利用各种工业废水中的余热来制取70～90℃热水，可以直接用于供暖和普通工业加热。
在石化行业中，原油集输系统是油田的基本产能系统，该系统的能耗较高。
典型的原油技术系统在将原油从地层取出到处理成合格原油的生产过程中，既需要消耗热能，又要消耗动力，其中热能主要来源于油田自产的天然气。
以往降低热损失和提高加热炉效率一直是节约油田热能消耗的主要方法，而余热回收技术的应用则是一个薄弱环节。
目前我国很多油田已属于中后期开采，采出原油中的含水量巨大。
产出液中70%的水与30%的原油一样，要通过泵加压、加热炉加热从井口输送到联合站进行油水分离，分离出的污水温度在4 0~60℃之间。
以胜利油田为例，目前其采油污水站52个，外排污水量72万立方米/天，污水水温在50～70℃。
其中水温在60℃以上的水站有14个，外排水量约26万立方米/天，是一笔很可观的可利用的热能财富。
如果利用高温热泵从中提取5℃的热量进行回收，则可回收的能量为73000kW。
考虑到热泵输出端的热量，可达10万kW左右，相当于10t/h原油全部燃烧的热值，即每年87600吨原油的产能。
如果利用热泵将含油污水温度下降20℃，达到30℃排放，则每年可以节约原油35万吨，相当于胜利油田1%的原油产量。
可见，高温水源热泵的应用将使油田和石化行业的余热资源得到最大限度的利用，创造出几十亿元甚至上百亿的经济价值，开创出一条节能降耗的新途径。
高温热泵技术在工业生产中的应用与优化
高温热泵技术在工业生产中的应用与优化高温热泵技术是一种利用低温热能产生高温热能的节能技术。
随着工业生产对高温热能需求的增加，高温热泵技术在工业领域的应用越来越受到重视。
本文将探讨高温热泵技术在工业生产中的应用及优化方法。
一、高温热泵技术在工业生产中的应用高温热泵技术是一种将低温热能通过逆向卡诺循环转化为高温热能的技术。
在工业生产中，高温热泵技术可以用于以下方面：1. 提供工艺热能：许多工业生产过程需要高温热能来进行加热、蒸汽产生等。
传统的燃煤锅炉或燃气锅炉会产生大量废热，而高温热泵可以利用这些废热，提供所需的高温热能，实现能源的再利用与回收。
2. 冷热联供系统：许多工业企业需要同时提供制冷和供热服务。
通过采用高温热泵技术，可以将环境中的低温热能转化为高温热能，满足供热需求，同时产生冷量，实现制冷与供热的联供，提高能源利用效率。
3. 废热回收利用：许多工业生产过程中产生大量废热，这些废热大部分都没有得到合理的利用。
采用高温热泵技术，可以回收这些废热，将其转化为高温热能，提供给其他需要高温热能的部门或工艺，实现能源循环利用。
二、高温热泵技术在工业生产中的优化虽然高温热泵技术在工业生产中具有重要的意义，但在实际应用中仍存在一系列问题，例如热效率低、系统运行不稳定等。
因此，需要通过优化措施来提高高温热泵技术的效果。
1. 材料选择与组合：针对高温热泵技术的应用需求，合理选择材料和组合是提高热泵系统性能的关键。
例如，压缩机、换热器和膨胀阀等部件的材料需要耐高温、耐腐蚀，以确保系统的稳定运行和高效热能转换。
2. 增加热泵系统换热面积：增加换热面积是提高热泵系统热效率的重要手段。
通过增加换热器的数量、增大换热面积或采用新型换热器材料，可以提高热泵系统的换热效果，降低能耗。
3. 控制策略的优化：热泵系统的控制策略对系统的性能起着至关重要的作用。
通过合理设计控制策略，确保热泵系统在不同运行条件下稳定运行，并能快速响应负荷变化，提高能源利用率。
高温热泵机组在工业废水余热利用中的应用
高温热泵机组在工业废水余热利用中的应用摘要利用工业废水的余热，运用PLC自动控制系统，采用热泵多级串联换热方式，制取高温生产用水，实现热能的再次使用。
关键词热泵 PLC 最小拍控制方式多级串联换热排气温度传感器一、工程概述本工程为某生物化学有限公司年产八万吨柠檬酸及盐类项目生产工艺余热回收节能系统工程，位于江苏省宜兴市。
在生产中，产生大量55～60℃左右的废糖水，柠檬酸生产中和工艺需要温度80℃的热水。
经多番比较，宜兴协联最终选择永源热泵为其提供高温热泵机组，回收废水中的余热，供应 80℃的工艺用水。
这在整个柠檬酸生产领域是首次使用，具有很强的示范意义。
二、设计参数废糖水：水质为酸性，PH4.0～4.5 ，COD为 6000～10000ppm, Ca2+浓度600ppm，并含有少量柠檬酸钙固体颗粒杂质和悬浮物，进水温度55℃～60℃，换热后降到35±2℃，流到沉淀池，再进行生化处理，流量为3000m3/天。
生产用水：自来水，进水温度20℃～32℃，换热后升到80±2℃，流入生产车间蓄水罐，流量为70m3/h。
三、方案设计1．热负荷的确定热水负荷：Qr=0.001163×v×（tr-t1）式中：v—热水用量，L/d，热水按70m3/h计算；tr—热水温度，取80℃；t1—冷水计算温度，取20℃；热水负荷：Qr＝0.001163×70×1000×（80-20）＝4885kW2．热源机房方案（1）方案概述本工程采用中高温热泵机组与高温热泵机组串联的方式制取生产热水，20℃的自来水先与55～60℃的废糖水通过板式换热器进行一次热交换，将温度提升到43℃，然后通过水源热泵机组将温度提升至80℃左右。
（2）水源热泵机组依据热水负荷和水源热泵机组技术参数，选用1台YSSR1300H和1台YSSR1500H水源热泵机组，采用多级串联换热方式。
高温水源热泵将余热回收进行到底
高温水源热泵将余热回收进行到底
佚名
【期刊名称】《发电与空调》
【年(卷),期】2012(33)2
【摘要】热泵是一种能从自然界的空气、水或土壤中获取低品位热能,经过电力做功,提供可被人们所用的高品位热能的装置。
其中,高温水源热泵是高温热泵的一类,它利用各种工业废水中的余热来制取70℃~90℃热水,可以直接用于供暖和普通工业加热。
随着能源供需矛盾日益加剧,企业如何高效地使用能源、回收各种余热从而节能降耗,已成为迫切需要解决的问题。
【总页数】1页(P56-56)
【关键词】高温水源热泵;余热回收;低品位热能;高温热泵;工业废水;工业加热;供需矛盾;节能降耗
【正文语种】中文
【中图分类】TK115
【相关文献】
1.水源热泵在燃气供热锅炉烟气余热回收中的应用 [J], 张迪;丁琦;魏巍;王雨;穆连波
2.高温水源热泵机组在油田污水余热回收利用中的应用 [J], 王星源
3.高温水源热泵回收锅炉水膜除尘污水中余热方案及运行控制策略的探讨 [J], 施志钢;胡松涛;王刚;李安桂
4.高温水源热泵回收工业余热节能效果显著 [J],
5.水源热泵回收电厂循环水余热的节能分析 [J], 马闯;任建兴;李芳芹;侯鑫;冯海军;章晓彤
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高温水源热泵回收工业余热节能效果显著
建议 ，生态城项 目在开发 利用地 热资源 的过程 中，应立足于高起点 、高技术含量 、科学规划 、 加强管理 、采灌结合 、提高资源 的利用效率。力
争 通过 热 泵技 术 的有 效 利 用 ，达 到 地热 资 源 的梯
态 城 的指 标要 高 出 １ ８天 。为达到 这些指 标体
系 ，按照中新生态城能源框架规划 ，生态城内禁 止使用非清洁煤 、低质燃油等高污染燃料 ，采用
常 规 能源 和 可再 生 能 源 、集 中式 能源 和分 布式 能 源 相互 结合 、相互 补充 的能 源利用 模 式 。 风 能 、 太 阳能 、地 热 能 等可 再 生 能源 都 将在 生 态 城 中充 分 利用 ，比例 将达 到 １％。生态 城将 会 因此 每年 ６ 节 省 ３ ．２万 吨标 煤 ，相 当于 ７个 ５万 吨小煤 矿 ６６
３ 人左 右 ，同 时能容 纳外 部就 业达 ６万 人 和 内 ５万
到充分利用。天津中新生态城处于滨海地热 田的 中北部 ，地热资源相对丰富 ，经勘查 ，区内有三 个热储层的地热水可供开发与利用 ，其温度 、水
质 、水 量 都相 当不错 。 目前 ，有 的热储 层 还 尚未 进行 过 规模 性 的人工 开 采 。 因此 ，有 关 地 热专 家
一
级 、充分利用 ，使其热能被真正 “ 吃干榨尽”。 生态城还因地制宜将水源热泵技术运用到汉沽已
有 的污水 处理 厂 的余 热 回收 上 。 世 界 首 个 全 新 的生 态 城 计 划要 经 过 １— １ ０ ５ 年的建设。按照协议 ，中新天津生态城将借鉴新
热泵机组在印染污水废热回收中的应用
热泵机组在印染污水废热回收中的应用张信荣1,2郑秋云1,2孟柄良2(1 北京大学工学院能源与资源工程系，北京， 1008712北大工学院绍兴技术研究院，浙江，312000)摘要工业污水的直接排放，不仅造成环境的热污染，而且造成能量的极大浪费。
针对印染行业对热水、热蒸汽需求量大的现状，本文将热泵技术应用于印染污水的废热回收，实现将低品位的低温热能转化为高温热水，供印染过程再利用。
为有效提高热水温度，采用特殊功能型流体工质，同时，对压缩机、蒸发器以及冷凝器的结构和运行过程进行改良，并编制了与其性质相匹配的控制程序。
实际运行结果表明：本高温热泵机组可稳定运行，且出口水温达到90℃以上。
本热泵系统在印染行业的使用将帮助印染企业节约大量热水、蒸汽，帮助企业实现节能减排目标。
关键词高温热泵废热回收印染功能型流体Application of heat pump unit for waste heat recovery of waste water in printing anddyeing processingZhang Xin-Rong1,2 Zheng Qiu-Yun1,2 Meng Bin-Liang2(1 Department of Energy Resources Engineering, College of Engineering, Peking University, Beijing, 10087;2 Shaoxing Technology Research Institute, College of Engineering, Peking University, Zhejiang province, 312000;)Abstract The direct discharge of industrial waste water results in thermal pollution of the environment, meanwhile, it also leads to serious energy dissipation. Considering the substantial demand for high-temperature water and steam in printing and dyeing industries, we attempt to utilize heat pump technology for the heat recovery from printing and dyeing waste water in this paper. The aim is to realize the conversion from the low-grade and low-temperature thermal to high-grade and high-temperature water which can be used again in printing and dyeing procedure. Ternary mixed refrigerant is used in the present heat pump as working fluid to efficiently increase hot-water temperature, additionally, both the design and operation conditions of compressor, evaporator , condenser and the running process are improved, and the corresponding control program is also written. The actual operating results indicate that the high temperature heat pump can stably operate with the hot-water temperature up to 95℃. The promotion and application of the system in printing and dyeing processing will save abundant hot-water and steam, and consequently help achieve the goal of energy saving and emission reduction..Keywords High temperature heat pump; waste heat recovery; printing and dyeing ; functional fluid0 前言随着全球范围内节能减排和新能源技术的不断发基金项目：国家自然科学基金(50976002)。
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摘要：针对目前传统方式供暖的现状，介绍了一种全新的工业余热水、高温水源热泵的供暖方案。
在比较了各种常规的供暖模式的经济及环保效益的同时，为低温地热水、地热尾水及其它各种温度在30～60℃之间的中低品位余热水资源提供了一种高效、合理的利用途径。
用高温水源热泵机组对各类中低品位的余热资源进行余热回收，应用于我国北方城市的冬季供暖是热电联产供暖方式的必要、有力的补充。
有关部门应给予重视及大力推广。
关键词：高温水源热泵；供暖；工业余热水；节能；环保中图分类号：文献标识码：文章编号：一、我国能源现状、环境及高温水源热泵供暖解决环境污染和能源危机问题是当今全人类的共同课题。
在发达国家中，供热和空调的能耗可占到社会总能耗25-30%；我国的能源消耗因能源利用方式不同、利用效率水平低及节能建筑推广慢等因素，建筑耗能的比例则更高。
随着经济的发展和人民生活水平的提高，公共建筑和住宅的供热和空调已成为普遍的需求。
我国的能源结构主要依*矿物燃料，并且是以煤炭为主，燃煤所造成的大气污染是严重的。
1998年我国大气排放中co2为6～7亿吨（其中85％是由燃煤排放形成），so2的排放为1593万吨（其中90％是由燃煤排放形成），排放的工业烟尘为1175万吨（其中73％是由燃煤排放形成），其中co2为温室效应的元凶，so2、nox等有害气体和大气中的总悬浮颗粒物是大气环境污染的主要成因，1999年中国环境状况公报中统计了338座城市中的137座城市超过了国家空气质量二级标准，占统计城市的40.5%。
环境污染问题已成为我国可持续发展的重要制约因素。
根据国家环保局计算，中国环境问题所造成的经济损失占国家生产总值的10％左右。
环境问题已日益成为各国政府和公众关注的焦点。
我国的供热已经历了一家一户的小煤炉到燃煤锅炉的转变，现在又进一步禁止在城镇建设中小型燃煤锅炉房，体现了政府对保护大气环境的高度重视。
因此，除了热电联产集中供热的型式以外，急需发展其他的替代供热方式。
随着可持续发展和人们环保意识的提高，环保和节能已成为建筑能耗的首要问题。
从可持续发展的角度看，利用可再生能源及提高能源利用效率是降低建筑能耗的根本途径。
我国能源紧缺，一次能源及各种余热资源利用水平较低，特别是对于30℃～60℃温度段上的余热资源的能量利用水平和效率更低。
为实现可持续发展目标，国家制定了“十五能源发展战略规划”：要求调整能源结构，减少燃煤造成的污染，大力发展新能源可再生能源的利用技术，其中提到要开发这种中低品位余热资源利用的热泵技术，以充分利用余热资源及有效地保护环境。
北京市科委立项，清华大学热能系和北京清源世纪科技有限公司共同研制开发出的qyhp系列的高温水源热泵机组，采用了高温环保工质htr01,解决了以往热泵传统工质高温工况下工作压力过高的技术瓶颈，保证了设备在高温工况下运行的安全可*。
qyhp系列高温水源热泵可将各类30-60℃的余热水直接利用，经热泵机组进行能量提升将温度升到70-90℃，适用于各种供暖方式，解决了高寒地区的余热热泵供暖以及用高温水源热泵取代燃煤锅炉仍可利用暖气片热水式热力循环系统的采暖改造问题。
被利用后的余热水排水温度最低可低于10℃，符合环保的要求。
制热工况cop可达到3.5以上，也就是说，花费一份代价，可以得到3.5倍以上的热量。
用高温水源热泵机组对各类中低品位的余热资源进行余热回收，没有燃烧过程，不排放废水、废气、废物，利用的是各种余热资源属于可再生能源，符合可持续发展及环保的要求，与传统的各种矿物燃料锅炉及电锅炉相比，节能及环境效益十分明显，更具有良好的经济运行性（见表一）。
高温水源热泵在办公楼、宾馆、医院、饭店、别墅、住宅小区等建筑的采暖和空调的实际工程项目中正日益得到广泛的应用，同时随着节能、环保意识的提高及工作的展开，高温水源热泵也正在逐步应用于工业余热水的回收利用，回收后的能量用于冬季供暖或生产工艺，并逐渐应用于石油、化工、冶金、纺织、食品等各行业。
用高温水源热泵机组对各类中低品位的余热资源进行余热回收，应用于我国北方城市的冬季供暖，是热电联产供暖方式的必要、有力的补充。
有关部门及业内人士理应给予高度重视，同时国家亦应制定相应的政策大力推广。
二、项目简介河南郑州某厂，其铸造车间因工艺需要对工业炉进行炉体冷却，产生大量的40-45℃的工业炉冷却循环水，
其水质情况为杂质较多，但腐蚀性低。
采用高温水源热泵对该冷却水进行余热回收，制取75℃高温热水对末端为散热器片的8000㎡办公楼实行冬季供暖。