制冷制熱熱泵方案

1、冷熱水供應系統(tǒng)安裝熱泵節(jié)能改造方案摘 要 據統(tǒng)計，中國的能源使用效率僅為美國的26.9%，日本的11.5%。因此，推進節(jié)能減排，可謂迫在眉睫。本文針對企業(yè)實際節(jié)能案例，用科學的方法對用戶的能耗狀況進行分析和診斷，提出安裝熱泵節(jié)能方案，在節(jié)能減排方面的實際運用，并進行投資預算分析。 關鍵詞 節(jié)能 環(huán)保 熱泵 設計 余熱回收目錄一. 熱泵簡介. . .3二. 背景.5三. 方案設計.53.1熱負荷計算.53.2系統(tǒng)設計.63.3設備選型.10四. 運行控制策略.12五. 投資估算.15六. 總結.151熱泵1.1熱泵簡介 Heat Pump 人們所熟悉的“泵”是一種可以提高位能的機械設備，比如水泵

2、主要是將水從低位抽到高位。而“熱泵”是一種能從自然界的空氣、水或土壤中獲取低品位熱能，經過電力做功，提供可被人們所用的高品位熱能的裝置。具體工作過程1如下：過熱液體媒體在蒸發(fā)器內吸收低溫物體的熱量，蒸發(fā)成氣體媒體。蒸發(fā)器出來的氣體媒體液壓縮機的壓縮，變?yōu)楦邷馗邏旱臍怏w媒體。高溫高壓的氣體媒體在冷凝器中將熱能釋放給給高溫物體、同時自身變?yōu)楦邏阂后w媒體。高壓液體媒體在膨脹閥中減壓，再變?yōu)檫^熱液體媒體，進入蒸發(fā)器，循環(huán)最初的過程。 熱泵的性能一般用成績系數(COP來評價。成績系數的定義為由低溫物體傳 到高溫牧體的熱量與所需的動力之比。通常熱泵的成績系數為3-4左右，也就是說，熱泵能夠將自身所需能 量

3、的3到4倍的熱能從低溫物體傳送到高溫物體。2背景本案工廠目前有兩條生產線，安裝五臺冰水機組（三臺920TR ，一臺670TR ，一臺420TR ），用于供冷（生產線工藝和空調均需供冷）。然而，工廠生產工藝需要常年供冷（冬季一般要開670RT 機組），同時需要供熱的場合：如洗凈機500kw ，溫純水245kw ，溫純水245kw ，一條線共需1000KW 制熱量；兩條線需求制熱量1500kW ，目前的熱源仍來自鍋爐。我們建議可以利用水源熱泵回收冰水回水（約12）中的熱量制出熱水，來提供現場生產所需熱水；另一方面冰水溫度降低（約7），可直接滿足中央空調系統(tǒng)除濕、制冷及現場工藝使用需要，一舉兩得，很

4、大的提高了能源的使用效率。3方案設計3.1 熱負荷計算熱水溫度、流量及熱量估算如下表：項目溫純水1 溫純水2 洗凈池1 洗凈池2 洗凈池3 供水溫度要求40度 45度 55度 45度 55度 混合、回水溫度33度 38度 20度 40度 20度 水量(m 3/h30 30 200L /m i n 100L /mi n 16L/m in 補水量(m 3/h8 8 12 6 0. 96 熱負荷(k W 245 245 490 35 40 表1因此，系統(tǒng)總熱負荷約1055 kW 左右，開兩條線時系統(tǒng)總熱負荷約1545 kW 左右。另根據現場提供數據，即使在冬季最冷月都有約600RT 的冷負荷。3.2

5、 系統(tǒng)設計本項目熱泵設計主要依據現場熱負荷設計，首先滿足現場供熱水需要，冷凍水的生產隨供熱量的變化而變化，不足部分冷凍水仍由原冰水機提供。改造原則不影響原系統(tǒng)相關設備的正常運行?？尚械母脑旆桨甘牵喊惭b3臺熱泵機組(2用1備 ，從原冰水系統(tǒng)的冷凍水回水管中引出約12的冷凍水回水，作為熱泵水源，冷凍水熱量被熱泵吸收后，溫度降到約7后，仍送回原冰水系統(tǒng)的冷凍水回水管中，不直接送回原冰水系統(tǒng)的冷凍水送水管中，直接供應中央空調及現場設備使用，是為防止因熱泵工作故障，制出的冰水達不到7，影響客戶原系統(tǒng)的正常運行，制出的冷凍水送回原冰水系統(tǒng)的冷凍水回水管中與送回原冰水機送水管路同樣大大降低冰水機的負荷，達到

6、節(jié)能的目的；熱泵制出熱水送到蓄熱池，再由水泵分別送往各用水設備。熱泵制冷側可以提供350RT 的冷量，制熱側可提供4555供水。相對于鍋爐，熱泵以電為動力，具有安裝方便、施工周期短、占地面積少、無需燃料堆放場所、無排渣的運輸費用及三廢處理開支、無需專門值班人員及年檢等優(yōu)勢。本方案主要需求設備： 水源熱泵機組 3臺 冷凍水泵 3臺 變頻供水泵 2臺 回水泵 4臺 自動控制系統(tǒng)（含溫度、壓力傳感器） 1套系統(tǒng)工作原理：開1條生產線時，開1#或2#熱泵，兩臺備用，特別當熱負荷很低時可以只開3#熱泵。開2條線時，可以任何兩臺主機組合投入運行，另一臺備用。主機生產的冷凍水，通過管路連接到主機房原空調系統(tǒng)

7、的回水管與原來的串聯(lián)，給生產供冷，這樣不僅可以保證，熱泵穩(wěn)定運行，原來空調機組還可以根據現場負荷進行加減載。主機生產的55熱水直接供到溫水蓄水池里，若水溫不夠，就回到回水池構成一個循環(huán)。然后根據現場需求，由供水泵把55熱水分別供到溫純水及洗凈池。熱水到溫純水池時，通過恒溫閥調至現場需求水溫供水。當現場開機前或生產暫時停機水池水溫降時，回水泵自動開啟把水池的水抽回蓄水池，同時熱水補水管給水池補水，保證任何時候水池溫度都能達到現場需求；1#洗凈池水不能循環(huán)利用，補水直接通過恒溫閥調至現場需求水溫供水，2#洗凈池水溫可以通過一個盤管熱交換來實現，1#洗凈池水排到2#洗凈池時，可以通過一個盤管熱交換來

8、實現需求溫度，當現場開機前或生產暫時停機水水池水溫降時，電磁閥自動開啟把水池的水排出，同時熱水補水管給水池補水，保證任何時候水池溫度都能達到現場需求；3#洗凈池雖然使用溫度比較高，但其用水量很少，沒有必要把系統(tǒng)整體熱水生產到60（這樣非常浪費耗能，并且對主機等設備更無利），只要提供55熱水，然后根據現場需求增加十幾千瓦的輔助電加熱就可以了。若開機前可以通過控制排出冷水，直接補充熱水。系統(tǒng)原理圖如下 ： ? ? ? ? ? (? ? ? ? ? ? ? ? PM? ? ? ? ? ? ? 60? 0? ? ? 1#? ? ? ? 2#? ? ? ? 3#? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?

9、 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 43? ? ? ? ? ? ? ? 36? ? 3#BC? ? ? 43? ? ? 3# ? 36? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? CHILLER 43? ? ? ? 36? ? 4#BC? ? ? 43? ? 4# ? 36? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 50? ? 45? ? ? ? 50? ? ? ? 45? ? ? 圖2 3.3 設備選型 水源熱泵選型依據按照最不利工況，如下： 供熱水溫度：55 度； 回水溫度：50 度； 最高負荷熱量：1400 kW 蒸發(fā)器進水溫度：12 度； 蒸發(fā)器出水溫度：7 度

10、。 4 運行控制策略 為實現工程設施管理的現代化，和最佳的節(jié)能需求，根據所提供之圖紙需求，自控系統(tǒng) 管理系統(tǒng)應具有技術先進、性能穩(wěn)定、安全可靠等特點，并且操作簡單、維護方便、擴展靈 活，以滿足項目運營、管理的需要。 由于系統(tǒng)是制熱同時提供冷量，因此系統(tǒng)運行在常規(guī)熱泵模式下，就可以滿足要求。 控制說明： 根據冷凍水供、回水壓差控制旁通閥，使壓差達到設定值，保證供回水壓差穩(wěn)定。 當一臺水泵發(fā)生故障時，備用泵及機組會自動投入運行； 累計設備運行時間， 按照運行時間均等機制交替啟停機組， 使各臺機組平均運行時 間相等，從而延長了機組設備的使用壽命。根據預先編排的時間表，按“遲開機早 關機”原則控制冷凍

11、機組的啟停以達到節(jié)能的目的； 各聯(lián)動設備的啟停程序包括一個可調整的延遲時間功能， 以配合系統(tǒng)內各裝置的特 性； 冷凍水泵控制滿足熱泵主機最小水流量要求。 冷讀取熱泵主機內部參數， 根據最佳 主機效能比，對冷凍水出水溫度進行再設定。 系統(tǒng)中各設備及附件的啟停設置電氣聯(lián)鎖控制時的順序是： 系統(tǒng)啟動時，電動水閥、冷水泵先于冷水機組啟動，冷水機組在冷水水流得以證實后 起機。系統(tǒng)停機時上述順序相反。 .生產的熱水通過水泵及各控制閥來調節(jié)現場需求溫度。 本工程供水系統(tǒng)設計配備 2 臺供水泵。4 臺回水泵。 控制說明： 通過安裝在制冷機房內的直接數字式控制器現場控制盤 CP 按內部預先編寫的軟件程序 來進行供水系統(tǒng)相關設備的群控： 根據供、回水壓差控制，調節(jié)供水泵的頻率，節(jié)約供水泵的能量。 監(jiān)控恒溫閥及水池的溫度參數。 累計設備運行時間， 按照運行時間均等機制