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高温热泵技术及应用介绍


电机
电机
压缩机
压缩机
经济器 蒸发器
冷凝器 Condenser
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OM多级离心机组
最高出水温度80℃,并可实现80摄氏度以上
的压头 可采用不同驱动方式:电驱动、蒸汽驱动或燃 气驱动 齿轮 制热效率高 压缩发器 冷凝器 Condenser
更大区域供热应用
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汽轮机
冷却塔
60C
热网换 热器
乏汽 25C 凝水 凝汽器 20C
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电厂
末端站
高温热泵应用 – 汽轮机乏气冷凝热利用
热电厂废热回收
85C
高温 蒸汽
凝水 抽汽 热网加 热器 发电机
散热器
55C
60C
空调供暖
50C 90C~110C 45C
地板采暖
30C
汽轮机
冷却塔
78C 60C
热网换 热器
乏汽 25C 凝水 凝汽器 20C
暖需求在快速增长 出于对生活环境和节能的角度考虑,一部分燃煤锅炉和 小型热电厂逐步关停 气候变化及居民舒适性需求的提升,供暖区域从中国 北方向南方扩展
热泵作为一个新型节能技术,有助于填补北方城 市的采暖缺口,并符合节能环保的要求
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采用大型高温水源热泵
不但可取代锅炉供热节约能耗
并可提高能源利用效率
19 Johnson Controls
创造一个更舒适、安全和可持续发展的世界!
谢谢!
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汽轮机 热泵
冷凝器 蒸发器
电厂
末端站
总结
我国能源紧缺,一次能源及各种余热资源利用水平较低;采
用高温热泵直接回收利用各种低品位余热资源,从根本上解 决了此类余热资源浪费的状况 使用高温热泵可取得显著的环保效应和经济效应;可避免燃 煤、燃油锅炉产生的废气、废渣对周边环境的污染;热泵本 身无燃烧,排烟过程,可采用R134a环保冷媒,对环境没有 污染 高温热泵可实现供暖、空调并提供生活热水,可广泛应用于 宾馆、学校、医院、区域供暖、石油化工、电厂及有废热水 产生的大型工矿企业;可替代原锅炉空调两套装置系统; 高温热泵对目前国家推广的热电联产战略是一个积极的推进 和有益的补充,通过增加热泵,可回收利用电厂废热,扩大 供暖能力,缓解城市供暖压力,节约水资源并提高热电联产 效率
- 1台CYK 9100KW制冷/10000KW制热
- 2台YSD 2100KW制冷/2300KW制热 江水源冷水机组 - 4台离心式机组YK7000KW制冷
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区域供热应用实例 – 河北师范大学新校区
污水源热泵
项目概况: 单纯采暖区 - 冬季供暖 供热面积33万平方米 热泵空调区 - 冬夏两用 空调面积18万平方米
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CYK双级离心机组
双级压缩设计 最高出水温度78℃,并可实现70摄氏度
以上的压头
制热量11,000kW
压缩机
电机
电机
压缩机
蒸发器
冷凝器 Condenser 经济器
区域供热 的理想选择
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CYK双级离心机组
制热模式下,两个压缩机串联运行 制冷模式下,高压级压缩机关闭,机组
按单压缩机运行 保证全年高效运行
10463 133.80元 /m2
河北师范大学项目经济性分析 - 运行费用比较
污水源热泵系统年冬季平均运行费用:9.08元
/平方米,冬季年运行费用为718.8万元。 市政热力系统年冬季运行费用:31元/平方米 ,冬季年运行费用为2424.1万元。 采用污水源热泵系统年运行费用可节约1705.3 万元
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2 2 2 2 4 4 4 4 1
30
40 20 30 20 20 28 40 50 200 50 4331
项 项 项
1 1 1
1000 2100 1000 4100
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Johnson Controls
合计 折合单位面积造价 (781968㎡)
8431 107.82元 /m2
合计 折合单位面积造价 (781968㎡)
机组配置:
– 单制热热泵机组 2台CYK - 65C出水 每台制热量11200KW – 双工况热泵机组 1台CYK2000TR 2台YSD800TR
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河北师范大学项目经济性分析 - 初投资
采用传统市政热力系统 +空调系统初投资
序号
1 2 3
采用污水源热泵系统初投资
序号
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 一 18 19 20 21 二
单位 数量 总价(万)
台 台 台 台 台 台 台 套 台 台 台 台 台 台 项 项 3 3 3 2 2 2 2 2 4 4 4 4 6 6 1 1 720 3200 75 30 40 20 30 20 20 28 40 50 210 1100 150 300 50 5363 项 项 项 项 1 1 1 1 300 2000 1800 1000 5100
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高温热泵的其他应用

医院医用热水 工业废水余热回收 石油工业中对油气的加温降粘 热电厂废热回收
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高温热泵应用 – 汽轮机乏气冷凝热利用
热电厂废热回收
高温 蒸汽
排放到 大气中
85C
凝水
散热器
55C
抽汽 热网加 热器 发电机
60C
空调供暖
50C 90C~110C 45C
地板采暖
30C
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BUILDINGS FOR A SUSTAINABLE FUTURE
高温热泵技术及应用
中国城市区域供热市场状况
中国严寒地区和寒冷地区属冬 季采暖地区,主要包括黑龙江 、吉林、辽宁、新疆、青海、 甘肃、宁夏、内蒙古、河北、 山西、北京、天津和陕西北部 、山东北部、河南北部等,这 些地区城市建筑面积总量近90 多亿平方米。西藏也属于高原 寒冷地区,但没有城市集中供 热设施。
2004-2009年我国城市集中供热面积及增长情况
40 30 20 10 0 21.15 22.03 25.76 30.06
单位:亿平方米 37.04 34.19
集中供 热率低 于40%
2005 年
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2006 年
2007 年
2008 年
2009 年
2010 年12月
中国城市区域供热市场状况
中国北方地区的区域采暖传统上是一个高能耗的产业 随着城市化进程和城市人口增长速度的加快,城市供
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区域供热为什么要采用高温热水?
足够高的出水温度来满足不同用户的末端设备
,尤其是散热器用户,散热器目前仍然是舒适 性最好的一种采暖方式,不低于60℃-70℃的 供水温度还是采暖效果的必要保障 为适应大型区域供暖半径大,输配能耗高的特 点,采用高温大温差,可适应15℃以上或20℃ 的供回水温差大幅降低管网能耗,提高区域热 泵系统的综合效率 热水在长距离输送过程中有温降问题,采用高 温热水达到用户端的温度也会更有保障
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5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 一 15 16 17 二
生活热水板换
软化水装置 软化水箱 生活热水水箱 落地式膨胀水箱 冷冻水循环泵 冷却水循环泵 采暖水循环泵 采暖水循环泵 机房安装工程 其他 小计 末端空调系统 末端采暖系统 室外管线系统 小计

台 台 台 套 台 台 台 台 项
设备名称
市政热力引入建设系统 冷水机组 冷却塔
单位 数量 总价(万)
项 台 台 1 3 3 3128 600 75
设备名称
螺杆式污水源热泵机组 离心污水源热泵机组 冷却塔 生活热水板换 软化水装置 软化水箱 生活热水水箱 落地式膨胀水箱 热泵冷冻水循环泵(1~3#) 热泵冷却水循环泵(1~3#) 热泵冷冻水循环泵(4~6#) 热泵冷却水循环泵(4~6#) 全自动除污机 污水换热器 自控系统 机房安装工程 其他 小计 污水取退水工程 末端空调系统(逆流大温差) 末端采暖系统 室外管线系统 小计
区域供热应用实例 – 上海世博城市最佳实践区
江水源热泵
世博会最大的水源热泵项目
• 项目概况: 世博会中: 世博会后: 总建筑面积:14.6万m2 总冷负荷:3.2万kW 总建筑面积:35万m2 总冷负荷:4万kW 总热负荷:1.4万kW

系统采用黄浦江水作江水源热泵 (冷水)机组系统 江水源热泵机组,热水温度50C
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为什么采用大型离心式热泵?
单机容量大,有利于减少系统装机数量,降低
系统安装运行的复杂性,并节约机房面积 离心式高温热泵较螺杆式效率高
当水源供回水温度为10-5℃, –出水70℃时,离心机组的效率可达3.45 –出水65℃时,离心机组的效率可达3.65,螺杆机组 的效率<3 –出水55℃时,离心机组的效率可达3.90,螺杆机组 的效率为3.4~3.6 –以65℃出水为例,离心机组的效率至少比螺杆机组 高出20%以上
河北师范大学新校区冬季采暖总耗热量
46950MWh 采用传统的集中供热锅炉房采暖需要燃烧标准 煤11497吨(锅炉效率70%,煤炭发热量 5000kcal/kg) 采用污水源热泵每年耗电量为11.74×106kWh ,按火力发电考虑需要标准煤5303吨(发电效 率38%,煤炭发热量5000kcal/kg) 采用污水源热泵每年可以减少煤炭燃烧6194吨 ,可以减少CO2排放16103吨,节能减排效益明 显
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河北师范大学项目经济性分析 – 投资回报
虽然采用污水源热泵系统比传统市政供热系统
初投资增加2483万元,但年运行费用可节约 1705.3万元,污水源热泵系统初投资回收期小 于3年。 污水源热泵系统使用寿命为25年,寿命周期内 共可节约运行费用4.26亿元。
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