超高溫熱泵重點(diǎn)應用領(lǐng)域分析
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我國能源消耗較大,尤其是工業(yè)領(lǐng)域,工業(yè)產(chǎn)品的單位能耗較高,因此工業(yè)領(lǐng)域具有較大的節能潛力,高溫熱泵在工業(yè)領(lǐng)域應用前景較好。在國內環(huán)保監管趨嚴,國內企業(yè)需要提高工業(yè)余熱利用率,利用高溫熱泵技術(shù),在工業(yè)生產(chǎn)需求的基礎上,減少污染。
01、醫藥制品業(yè)
近年來(lái),隨著(zhù)人民群眾對醫藥健康服務(wù)要求的不斷提高,以及政策環(huán)境的推動(dòng),新技術(shù)的涌現,我國醫藥健康產(chǎn)業(yè)迎來(lái)轉型升級的關(guān)鍵時(shí)期。而在此過(guò)程中,醫藥企業(yè)對制藥設備也提出更高的要求。以干燥裝備為例,其必須符合新版GMP認證要求,保證藥品生產(chǎn)過(guò)程的合理、產(chǎn)品均一、無(wú)積料等,另外隨著(zhù)節能環(huán)保要求的提高,企業(yè)對節能環(huán)保性能也提出更高的要求。
02、橡膠制品業(yè)
高溫熱泵烘干機組應用在橡膠中,作為橡膠的烘干設備,室內端直接利用風(fēng)冷冷凝,出風(fēng)溫度高,具有節能、烘干時(shí)間短、可以進(jìn)行多段溫度及烘干時(shí)間設置,自動(dòng)排濕等優(yōu)點(diǎn)。
熱泵干燥是一種溫和的干燥方式,接近自然干燥。表面水分的蒸發(fā)速度與內部水分向表面遷移速度比較接近,使被干燥物品的品質(zhì)好、色澤好、產(chǎn)品等級高。橡膠干燥不僅要求提高產(chǎn)品質(zhì)量和節約能耗,同時(shí)必須對環(huán)境友好?;谙嗤脑u價(jià)標準,熱泵對全球變暖的影響與電釋放的CO2相比很小,對環(huán)境的友好是熱泵干燥的優(yōu)點(diǎn)。目前,國外提倡應用熱泵來(lái)減少CO2的排放,它必將得到進(jìn)一步應用。
03、塑料制品業(yè)
在過(guò)去的很多年里,高溫熔體泵輔助塑料擠出已為發(fā)達國家的人們廣泛注意。在近十幾年中,它已成為塑料工業(yè)的主流。高溫熔體泵的眾多應用包括、薄膜、擠出涂覆、片材、造粒、型材擠出等。這些應用幾乎涉及所有的熱塑性樹(shù)脂、熱塑性彈性及其它的聚合物。
應用熔體泵的優(yōu)點(diǎn)現已為國際上發(fā)表的眾多科技文獻充分論證。國際上許多聚合物生產(chǎn)、加工與塑料擠出機供應方面的著(zhù)名廠(chǎng)商都在熔體泵的應用開(kāi)發(fā)方面領(lǐng)先一步,并取得了顯著(zhù)效益。
中國國內只有少數廠(chǎng)家隨進(jìn)口生產(chǎn)線(xiàn)引進(jìn)過(guò)熔體泵。由于受當時(shí)中國國內塑料加工工業(yè)的整體發(fā)展水平所限,人們沒(méi)有對熔體泵的應用給予足夠的重視。如今,中國國民經(jīng)濟總體形勢發(fā)展看好,石化工業(yè)發(fā)展迅速,塑料原料充足。隨著(zhù)國內塑料加工企業(yè)間的競爭日趨激烈,人們將不得不對擠出制品有高質(zhì)量高精度要求;對擠出工藝過(guò)程的節材節能要求以及對加工設備的高產(chǎn)率低能耗要求給予更多的關(guān)注,而采用高溫熔體泵技術(shù)恰恰能適應并有效地滿(mǎn)足這一需求。
04、電廠(chǎng)廢熱
目前我國一般大型火電廠(chǎng)實(shí)際熱效率僅為40%,核電不及35%,60%以上熱量排到環(huán)境(主要是冷卻水帶走)。另外,電廠(chǎng)的循環(huán)冷卻水在冷卻過(guò)程中向環(huán)境釋放出巨大的熱量,如果這部分熱能排放到大氣中,不但對大氣造成熱污染,而且會(huì )造成能源的嚴重浪費。若將這部分熱能加以回收用于工業(yè)用熱水或者供暖熱水,不僅能提高熱電廠(chǎng)熱能的綜合利用率,而且為電廠(chǎng)帶來(lái)良好的經(jīng)濟效益和社會(huì )效益。電廠(chǎng)循環(huán)水源熱泵系統利用電廠(chǎng)循環(huán)冷卻水作為熱泵低位熱源進(jìn)行供熱的形式,把循環(huán)水直接通過(guò)水泵引入換熱器,經(jīng)過(guò)換熱器冷卻后再由水泵升壓送到冷卻水池或凝汽器循環(huán)水的進(jìn)水管。
利用熱泵系統回收火力發(fā)電廠(chǎng)的循環(huán)冷卻水攜帶的低位熱量,并將其應用于電廠(chǎng)的凝汽器冷凝水的預熱,最后對循環(huán)冷卻水的廢熱熱泵回收系統的節能情況及環(huán)境效益進(jìn)行詳細分析,其產(chǎn)生明顯的經(jīng)濟效益。
05、污水熱量的回收利用
利用高溫水源熱泵可以回收工業(yè)廢水和城市污水排放中所含的熱量。城市污水水源熱泵的優(yōu)點(diǎn)是結構簡(jiǎn)單;渠道中的二級出水與管道中的熱泵工質(zhì)直接換熱,效率較高。缺點(diǎn)是,主機的機房必須設置在二級出水渠道旁。如果空調服務(wù)區離渠道較遠,就需要埋設較長(cháng)的冷—熱循環(huán)水(內循環(huán))管道,這樣會(huì )造成在輸送過(guò)程中的能量損失。因此,這種熱泵只適用于中小型污水處理廠(chǎng)自身的冷暖空調服務(wù)。也可以滿(mǎn)足污水處理廠(chǎng)附近的住宅小區的供暖情況。
工業(yè)廢水的出水溫度往往比較高,回收鍋爐等能量轉化設備產(chǎn)生大量的低溫余熱,提高其溫度用于直接供熱,既可解決除塵污水循環(huán)利用需要降溫的問(wèn)題,避免余熱直接排放到周?chē)h(huán)境造成的熱污染;又可以把低溫余熱提高到可直接供熱的溫度,提高能源的利用率。這樣,在增加供熱面積的同時(shí)又可以顯著(zhù)地降低能耗,且不會(huì )對環(huán)境造成進(jìn)一步的污染。因此可以利用高溫水源熱泵回收污水中的熱量,回收后的能量用于冬季供暖或生產(chǎn)工藝,并逐漸應用于石油、化工、冶金、紡織、食品等各行業(yè)。
06、涂裝
汽車(chē)生產(chǎn)制造過(guò)程包含沖壓、焊接、涂裝和總裝四個(gè)工藝過(guò)程,依相關(guān)統計,其中涂裝車(chē)間涉及加熱、冷卻、動(dòng)力、通信控制、照明等,能耗在整個(gè)制造生產(chǎn)過(guò)程中(沖、焊、涂、總)占比大,所占費用比例在70%以上。
涂裝車(chē)間一般工藝流程為前處理、電泳、電泳烘干、面漆噴漆、面漆烘干等工序,工序中有加熱和冷卻等需求,至今常規加熱、冷卻能源幾乎都是燃氣直接加熱蒸汽(高壓熱水、溫水)和冷凍機冷水。各需求之間獨立處理,沒(méi)有做能源回收再利用的整合處理,造成能源浪費,單產(chǎn)能耗高等問(wèn)題。
因此,要有效解決涂裝車(chē)間的能耗問(wèn)題,如何提升能耗的使用效率、降低無(wú)效能耗和能源的回收再利用是關(guān)鍵。隨著(zhù)熱泵技術(shù)的發(fā)展,高出水溫度可達90度,以及涂裝材料、涂裝工藝及設備的革新,涂裝工藝中熱能品位也逐漸降低要求,高溫熱泵出水溫度已滿(mǎn)足生產(chǎn)熱能品位需求。
熱泵作為從低位能源向高位能源傳輸熱量的設備,運行效率COP高,且在運轉過(guò)程中一定會(huì )產(chǎn)生低溫物品和高溫物品兩種產(chǎn)出,利用此物性正好滿(mǎn)足涂裝工序的冷熱需求,實(shí)現能能源綜合處理。
07、食品制造
將熱泵用于食品干燥越來(lái)越受到人們的關(guān)注。熱泵干燥的溫度范圍調節比較廣。兩級壓縮的高溫熱泵干燥系統,可以實(shí)現單雙級壓縮,以便達到更高的需求溫度。通過(guò)兩級或多級串聯(lián)的階梯狀升溫,干燥溫度可達到95°C,如果進(jìn)一步優(yōu)化設計,就可以實(shí)現更高的溫度的目標。采用兩級壓縮的高溫熱泵進(jìn)行干燥過(guò)程中的含水率、溫度、濕度變化與常規干燥裝置的趨勢一致。并且可以根據干燥基準表調整溫度;干燥箱內濕度隨著(zhù)時(shí)間的增加不斷下降,以便食品內水分的蒸發(fā)。
在谷物干燥中,利用熱泵可以節能50%以上。目前在歐洲一些發(fā)達國家熱泵已經(jīng)用于谷物干燥技術(shù)。我國也在1998年的重點(diǎn)糧庫建設中,開(kāi)始引進(jìn)這項技術(shù)。熱泵烘干本身安全環(huán)保,經(jīng)濟效益較高,是未來(lái)食品行業(yè)烘干的大趨勢。從響應環(huán)保政策要求,取代傳統高能耗烘干技術(shù)的角度來(lái)說(shuō),這個(gè)市場(chǎng)前景可期。