| 多水质隔离混水源热泵供暖系统在能源企业的应用 |
| 作者： 发布于：2018/4/9 10:21:09 点击量： |
多水质隔离混水源热泵供暖系统在能源企业的应用
陈相荣1 柴永祥2 张新志3 张维4 韩艳艳5
( 1.5西安卡西尔环保科技有限公司 陕西 西安710018
2 陕西省新技术推广站 陕西 西安710048
3咸阳旬邑燕家河煤矿 陕西 咸阳 711300
4陕西节能与环保 陕西 西安710000)
摘要:冬季采暖季节，严重缺气缺电的现象直接增加了冬季采暖的成本，也使冬季采暖成为较为严重的民生问题。为了解决这个问题，卡西尔环保科技推出多水质隔离超低温混水源热泵系统通过混水、隔离、动态清洗、控温排水等技术，直接将清水、污水、废水中高低品质的热能同时回收，用于冬季采暖和生活热水。减缓企业燃气紧张的局面，与现有的燃气锅炉、电锅炉相比,污染排放为0,节省运行费用60%-80%。
关键词：混水源热泵 隔离换热器 感应清洗 温控排水
1 背景
在铁腕治霾保卫蓝天的专项行动中，政府环保执法部门取缔传统燃煤锅炉,冬季节能采暖人们只能选择清洁能源的燃气锅炉、电锅炉和热泵技术等。
空气源热泵受冬季气温的影响，在北方寒冷地区运行效率低、故障多，极寒的冬季，如果遇到停电，换热器经常冻坏报废，推广难度较大。根据前几年在陕西延安和榆林市场调查，许多酒店商场，使用一年后，就报废了。空气源热泵能效和能力与当地的水质和气温关系很大，水质差的地区，运行几个月换热器就堵塞，热泵制热能力和效率随着气温的下降而下降，能效更差，甚至根本启动不了。
水源热泵，由于水源的温度稳定性高，运行费用低，维修维护少，运行中环保无污染等，受到许多企业的青睐。水源热泵的水源温度范围在12-20℃，因需要打井或埋管，影响地下水资源和热量平衡，受到水务、环保等部门的限制，推广范围不大。
传统的燃气锅炉在燃烧排放烟气中含有大量的氮氧化物污染环境，国家环保部门出台文件要求使用、改造、更换成烟气排放量小于30mg/L的低氮燃气锅炉。大量的燃气锅炉使用，导致燃气紧张，冬季限气停气常态化成了社会问题。燃气价格暴涨翻倍。采暖成本和锅炉改造成本的增加，直接加重企业的负担，影响人们的生活品质。节约燃气和电等资源，开发深挖现有采暖资源的技术和设备显得更加重要。
目前，用能耗能企业，每天用水量大，产生大量的废水污水；锅炉燃料燃烧排放高于30℃烟气，压缩、合成与分解工艺的大量废热；矿产企业，在生产过程中产生大量需要处理的地下渗积污水等。这些有许多都是企业生产的负担，水温过高、过低，水中含有大量杂物、有腐蚀的、没有腐蚀的、有污染的、没有污染的、有毒的、无毒的，普通水源热泵不能直接利用。卡西尔环保科技经过多年的研究试验，开发全球第一套清水污水多水质，高温低温通用，限温出水节水型，感应电化学防淤积免清洗，超低温水源高温出水（超低温大温差）的卡西尔CT混水源热泵系统，将企业生产过程中产生的所有废热能全部利用到极致。为企业资源整合、节约燃气资源、减少排放，降低运行维修费用提供最经济的途径。
2 卡西尔CT超低温混水源热泵系统
卡西尔CT超低温混水源热泵系统是西安卡西尔环保科技有限公司在现有水源热泵设备的基础上，经过艰苦的努力而开发出来的一种高效节能热源设备，即环保采暖设备。卡西尔CT超低温混水源热泵系统是全球第一套清水、污水多水质可以同时作为水源的超低温混水源热泵系统；第一套水源高温低温通用超低温混水源热泵系统；第一套限温出水节水型超低温混水源热泵系统；第一套感应电化学防淤积免清洗超低温混水源热泵系统，第一套超低温水源高温出水超低温混水源热泵系统。其特点有：
1）清水污水多水质。水源热泵机组对水源的要求非常严格，水源单一，清水和污水不能同时提热，多种污水、废水不能同时提热，导致水源紧张，投资成本过高，运行管理复杂。卡西尔CT超低温混水源热泵系统可以将所有清水、污水的水源集中起来同时提热，如地下井水、矿泉水、温泉水，自来水等清水，工业冷却循环水，地下渗积水、各种污水，将水中的热能提取，彻底解决传统水源热泵的水源热能问题。如咸阳燕家河煤矿的热泵水源为饮用的自来水、地下煤矿采矿区的渗积水、洗浴排放废水。在解决热泵水源的问题，又降低污水处理负荷，同时保护环境。
2）水源水温范围宽，高温低温通用。水源热泵系统对水源的温度要求特别高，正常在12-18℃，超过本温度范围，热泵机组经常故障，损坏机组压缩机和电机，直接影响设备的安全运行。卡西尔CT超低温混水源热泵系统是专门为水温在12℃以下和18℃以上的水源开发，水温低于12℃到-9℃，高于18℃到80℃的各种清水污水均可以保证卡西尔CT超低温混水源热泵系统长期安全运行，同时高效的提取热能。充分利用热能，咸阳燕家河煤矿的热泵水源为饮用的自来水、地下煤矿采矿区的渗积水、洗浴排放废水的总水量200T/H,按照常规热泵机组运行产生的热量小于2500KW。而选用卡西尔CT超低温混水源热泵系统在开机运行时根据能效显示读数产热量大于5400KW。完全解决水源紧张的问题。
3）节水型限温出水。普通水源热泵出水流量是恒定的，与机组负载无关。卡西尔CT超低温混水源热泵系统，可以根据热泵负载出水温度控制水源出水流量，当出水温度达到设定温度时，水源开始排水，并动态调整保持恒定的出水温度。经过现场运行测试，咸阳燕家河煤矿的热泵水源出水温度低于2℃时可以保证CT热泵系统的正常运行。也就是同样的水源热泵，卡西尔CT超低温混水源热泵系统的采暖能力至少高70%-300%。
4）感应电化学防淤积免清洗。采用连续或间断感应电化学技术，适用于各类污水源，避免换热器结垢、淤积堵塞。
5）超低温水源高温出水。该技术是目前行业为需求水源温度-10℃时，热水出水温度45-55℃的水源热泵机组。采用行业唯一、安全极限温差105℃的压缩机制造。保证了机组高效安全运行性能。
3 卡西尔CT超低温混水源热泵系统的价值
卡西尔CT超低温混水源热泵系统的在材料选用、设备选用、运行程序、远程操控等方面，渗透着节能、环保、健康智能的思想，在运行过程中与现有水源热泵相比，是一个节水产品，节电产品，环保产品。其主要价值：
1）环保型。卡西尔CT超低温混水源热泵系统是在传统的环保采暖制冷水源热泵的基础上，开发的超低温混水源热泵机组。
(1) 本身就是一项环保采暖技术，在运行过程中，仅消耗电能，不产生排放，不产生污染。
(2) 水源可以选择污水，在运行过程中减少污染源的量。
（3）感应电化学水处理装置，在防止结垢淤积的同时，可以处理水中部分污染。
（4）（替代传统的燃煤锅炉、燃气锅炉，杜绝带污染的烟气排放。燃气被国家定义为清洁能源，在燃烧过程中同样可以产生氮氧化物，排放到大气中污染环境，增加环保治理费用。
2）经济性。卡西尔CT超低温混水源热泵系统的对水源的温度和水质要求，使采暖的总投资的竞争力增加。
（1）特别是水源缺乏的地区，一个普通水源热泵对水量和设备要求，导致总投资是卡西尔CT超低温混水源热泵系统4到5倍以上。
（2）运行费用与燃气锅炉相比，节省60-80%的费用。与普通水源热泵比节省水源40-60%，节电30%左右。根据燕家河煤矿运行参数推算，采用卡西尔CT超低温混水源热泵系统年费用在63万左右，而选用普通水源热泵年运行费用在95万元（水源不满足条件），而选用燃气年费用超过363万元（燃气单价4.1元/Nm³）。
（3）维修维护费用，可以通过网络云平台实现远程操控操作，节省大量运营人工成本。
3）可行性
（1）采暖热水的需求温度在40℃到65℃，卡西尔CT超低温混水源热泵系统产热热水温度45℃到65℃，满足空调热水、地暖热水、暖气片热水温度。
（2）水源温度高于5℃的清水、污水机组系统就可以正常运行。清水和污水温度均在15℃。
（3）机组制热负荷只要大于建筑需要的热负荷，就可以替代传统燃气锅炉。
4）节能型。与传统的水源热泵相比节能效果明显。传统水源热冬季采暖费用为95万元，节省（95-63）/95*100%=33.7%。与燃气热水锅炉相比，燃气热水锅炉年运行费用363.5万元，节省（363.5-63）/363.5*100%=82.7%。
5）政策性。卡西尔CT超低温混水源热泵系统是在铁腕治霾，保卫蓝天，节约能源，保护环境专项运动中，由卡西尔环保科技开发的一个高效节能环保产品。改不了水源热泵需要打井、埋管的历史，将清水污水中的热能提到极致，大大提升有限水源资源的利用效率，使许许多多原来因水源紧张，而无奈使用燃气锅炉、电锅炉企业，使用卡西尔CT超低温混水源热泵系统冬季采暖，彻底代替传统的燃煤锅炉，燃气锅炉，杜绝排放。解决因采暖烟气排放对环境污染和缓解燃气紧张和燃气价格高，解决燃气市政供暖费用高的问题，缓解环保治霾压力，是一个很好的选择。
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[2] 尉迟斌.实用制冷与空调工程手册[M].机械工业出版社，2011（1）.
[3] 中华人民共和国节能法.[M].2008（4）.
[4] 中华人民共和国环境保护法[M].2016（9）. |