东北地区水源热泵探索性利用

[摘要] 冷却水、冷冻系统热负荷计算，探索地源热泵机组用于采暖系统的节能型分析，实现节能效果。

[关键词] 空压冷却水系统水源热泵机组 换热机组 节能

中图分类号：U664.81+4文献标识码： A 文章编号：

引言

东北地区冬季气候寒冷，而对于很多工业企业，冷却水系统却在冬季不得不使用，而实际上采用室外冷却塔方式进行冷却水系统的方式最多，然而冷却塔的冬季使用，对冷却塔的水流速、水分布要求都非常高，冷却塔一到冬季就变成冰山，每天都需要有专人进行砸冰，以防止水流缓慢后冷却塔彻底冰冻，到目前为止，很少企业能够有很好的办法解决这种不利局面，如何让冷却塔冬季停用，而冷却水系统不停用，让这部分热量能够很好地归我所用，意义深远，同时对建设资源节约型、环境友好性社会，意义深远，基于这些方面，我们进行了一系列的探索。下面就长春卷烟厂动力车空压冷却水系统用于水源热泵采暖系统的节能型探索。

生产环境分析

空压系统产生压缩空气，必须配备空压冷却水系统，才能使空压系统正常运转，同时空压系统的开停时间与生产保持高度一致，空压冷却水系统所产生的热量基本恒定，便于热量进行控制，而有效进行再利用。

废热产生量计算：

2.1热量计算公式：

F=Q(T1-T2)

F代表废热量或者所需要的负荷，单位：KW；

Q代表冷却水流量或采暖系统水流量，单位：M3/h；

T1代表空压冷却水进水温度或采暖系统水出水温度，单位：℃；

T2代表空压冷却水出水温度或采暖系统水进水温度，单位：℃；

2.2 水源热泵余热采暖系统工作原理：

将热量来源由地下更改为空压冷却水系统原始通过冷却塔排除的热量，而风机盘管部分更改为传统采用蒸汽或热水补热的采暖换热系统。

低温气态制冷剂R22由压缩机吸气阀经压缩机压缩，变成高温高压制冷剂气体，然后进入冷凝器将热量传递给冷却水产生采暖供水，R22冷凝为常温高压液态制冷剂。从冷凝器出来的液态制冷剂经干燥过滤器取出水分和杂质，流经电磁阀、膨胀阀节流后变成低温低压液态制冷剂进入蒸发器。在蒸发器中低温低压制冷剂吸收循环冷却水的热量不断蒸发，到达蒸发器出口时已全部变成低温低压的过热干蒸气，再回到压缩机吸气阀。降温后的冷水达到使用要求，由蒸发器冷水出口排出。如此反复循环，达到供热或制冷目的。

2.3 设备与管路系统选择：

根据《实用供热空调设计手册》第二版及2009年—2011年空压冷却水系统经验，得到：

（1）水源热泵设备选定如下：

名义制热量：846KW,输入功率186KW；

冷水流量：69M3/h

冷水进水温度15℃，冷水出水温度7℃

冷却水进水温度40℃，冷却水出水温度45.5℃

(2)管道选择：

无论冷却水还是冷冻水，进入机组前必须增设过滤器、温度计、压力表等；

冷却水管径：DN150

冷冻水管径：DN125

2.4 经济性分析：

每年节约能源：

我厂供应蒸汽基本稳定在1.0MPa，所含有热量为2706Kj/kg

节约蒸汽量：846*3600*24*5*0.001/2706*0.85=4766吨

蒸汽费用约为：4766*200=95.3万元

每年冬季冷却塔维修费：0.3万元

每年冬季砸冰所需人工费：50*10*30*5=7.5万元（内部职工不计入）

每年增加电费：186*24*30*5*0.5=33.48万元

总节约费用为：95.3+0.3-33.48=62.12万元。

经过2012年改造，投资费用约65万元，基本一年时间回收成本。

2.5 结论：

（1）可以采用该种方式有效利用废热能源；

（2）为东北地区冷却塔的冬季使用探出一条较好的道路；

（3）提高了职工的工作环境。

结语

该种探索节能、人性化、具有可操作性。

参考文献：

3.1 《采暖通风与空气调节设计规范》GB50019-2003

中国有色工程设计研究总院 主编

3.2 《使用供热空调设计手册》（第二版）陆耀庆主编。

3.3 曲云霞，张林华等，地源热泵系统辅助散热设备及其经济性能（J），可再生能源，2003.33（1）：107-109