地热、保温热泵、中央空调余热回收机组、工业余热回收、太阳能综合.doc

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1、金元采暖制冷金元采暖制冷 1 目目 录录 第一部分第一部分 热泵技术介绍热泵技术介绍 1. 热泵的种类 地源热泵 空气源热泵 2. 国内外热泵技术的使用介绍 第二部分第二部分 热泵式中央空调余热回收机组热泵式中央空调余热回收机组 1 余热回收机组工作原理 2 余热回收机组问题解答 3 同其他热水器的对比及展望 第三部分第三部分 工业余热的回收与利用工业余热的回收与利用 1 电厂循环冷却水的余热利用 2 热泵式余热回收在农业、工业、建筑、商业等领域的应用 3 3 热泵式余热回收在原油输送中的应用 4 蒸汽喷射器废热资源化技术简介 第四部分第四部分 太阳能设备太阳能设备 1 太阳能发电设备安装及使

2、用 2 太阳能集热水器的安装及使用 金元采暖制冷金元采暖制冷 2 企企 业业 简简 介介 大连金元采暖制冷工程有限公司是一家从事开发研制、生产、安装、销售服务于一体的 高新技术股份企业，具有独立的法人资格，现有的工程技术人员都具备良好的专业知识及相 应的技术职称和多年的现场施工经验。公司主要从事地热采暖、热泵式中央空调、余热回收 设备、太阳能发电及热水器的设计、安装和施工。在商品贸易方面，公司对各种地热管材、 空调、太阳能设备等一些产品拥有代理权，在各种工程中为业户降低了的采购成本。 组织机构： 1、地热采暖工程部：地热采暖工程部：负责对大、中型工程及家装地热改造的施工、管理。 2、热泵、余热

3、回收、太阳能技术工程部热泵、余热回收、太阳能技术工程部：负责对空调、余热回收热泵机组、太阳 能设备的研制及对各种采暖制冷工程的施工。 3、装饰装修工程部：装饰装修工程部：负责对大、中型工程内外装及家装的施工、管理 4、设计、质检部设计、质检部：根据各工程部门的相应工程设计图纸，对各项工程完工后的质 量检查及验收工作。 5、商品采购销售部商品采购销售部：对工程所需材料的采购、管理以及商品的销售。 6、业务部业务部：负责工程项目的联系、签约及合同管理等事物。 7、办公室办公室：负责财务、行政等日常事务的处理。 工程概况工程概况 在地辐射采暖方面；已分别在大连、沈阳、黑龙江及内蒙等地进行施工达七十多

4、万平方 米，质量优良率达 100%，得到了合作方的高度认同。 在外墙保温方面；我公司严格按国家及辽宁省的施工规范施工，对承包 XPS、EPS 外墙 保温和外墙涂料工程尽职尽责，使工程均达到设计标准及规范要求。 在热泵、余热回收、太阳能及装饰装修方面；我公司严格按国家所定规范组织施工管理， 使工程合格率均达到 100%。 服务宗旨 我公司目前已形成了设计、施工、安装、使用指导及竣工后质保的一条龙服务，我们用 一流的科学技术，高品质的产品，最低的成本，合理的报价，丰富的施工经验，完善的售后 为客户服务。公司的宗旨：以质量求生存、以信誉求发展、以管理求效益，以服务求保证。公司的宗旨：以质量求生存、以

5、信誉求发展、以管理求效益，以服务求保证。 金元采暖制冷金元采暖制冷 3 第一部分第一部分 热泵系统介绍热泵系统介绍 前言前言 中国的能源资源与大气环境问题中国的能源资源与大气环境问题 一、中国的能源资源 我国能源资源的形势是十分严峻的，根据 2000 年 12 月 30 日世 界能源导报报道，我国煤炭探明可开采储量 1，145 亿吨，可开采 54 年-81 年（即 2050 年-2077 年） ，石油探明可开采储量 32.74 亿吨，可开采年限为 15 年-20 年（即 2011 年-2016 年） ，天然气探明可开采储量 11，704 亿立方米，可开采年限约为 28 年58 年（2024 年

6、- 2054 年） 。根据国际上通用的能源预测，世界石油将在 40 年左右趋向枯竭，天然气将在 60 年内用完，煤炭只能用到 220 年左右。对我国来讲，人口占世界总人口的 20%，人均能源占 有量不到世界平均水平的一半，石油仅占 10%。1993 年开始，我国就成为能源的净进口国。 预测未来的能源，中国的能源缺口将越来越大。因此，对我国城镇供热形势来讲，节能增效， 势在必行。 二、大气环境问题 城市环境保护的压力越来越高 我国能源的构成状况决定了长期 以来一直把煤碳作为主要能源，煤碳在一次能源中的比例约占了 70以上。 长期以煤炭作 为主要能源对我国的大气环境造成了严重的破坏。1998 年我

7、国大气排放的二氧化碳为 6-7 亿 吨，资料显示，90的 SO2、70的 TSP、60的 NOx、85的 CO2 均来自于煤炭燃烧。 排放的工业烟尘 1175 万吨，其中 73%是由能源开发利用排放的。在 1999 年中国环境状况公 报中，其大气环境污染中的主要污染物就是总悬浮颗粒物（TSP）和二氧化硫(SO2)。据统 计 338 个城市中就有 137 个城市超过国家空气质量二级标准，占统计城市的 40.5%。环境污 染问题已成为我国可持续发展的重要制约因素。根据国家环保局计算，中国环境问题所造成 总损失占国民生产总值的 10%左右。以下是北京市 1998 年空气质量的监测报告。 1998 年

8、北京空气质量监测结果（单位：年北京空气质量监测结果（单位：g/m3） 污染物SO2TSPNOx 非采暖期42348122 采暖期252434201 全年平均120378152 国家二级标准6020050 虽然我国制定的空气环境二级标准远远低于发达国家的同类标准，但是实际监测结果表 明，我国绝大多数城市仍然难以达到此项标准。特别是对北方城市来说，在采暖季更是大大 金元采暖制冷金元采暖制冷 4 超过标准的好几倍。可以说城市空气环境问题与我国城市采暖还主要依靠煤炭直接燃烧、绝 大多数燃煤采暖系统管理运行水平低下、除尘消烟设施未能很好地运行等因素息息相关。面 对改善环境的压力，我国正在规划改变以煤为主

9、的能源结构，计划到 2010 年使我国能源结 构中煤炭的比重降到 60以下，其中增加的清洁燃料部分将主要用于大型、特大型城市的 能源结构调整，改善这些城市环境日益恶化的状况。城市能源供应选择趋于多元化，优化整 个城市的采暖能源系统。 随着人们环保意识的不断增强， “保护环境，节约能源”已成为世界各国任何产业必须 遵守的准则。对绿色能源的挖掘，以及对高科技、节能、无污染新设备的采用，减少对有限 资源“煤炭、天然气、石油”等的依赖，都是人类对地球母亲的最好保护，给我们的子孙后 代留下一个清新的世界，是我们这代人所责无旁贷的。 目前我国用污染严重的原煤锅炉作为取暖设备的现状，正逐渐被改造，取缔，直至

10、最后 被绿色能源设备所代替。国家已把采暖引起的环境污染作为重点清除对象，因而绿色能源的 开发与使用就是当前建筑采暖、制冷的最佳选择，它是一条利国、利民、利己之路。 下面我们推荐一种国内外最新型的采暖热媒方式“热泵技术” 。 热泵系统介绍：热泵系统介绍： 热 泵：热泵是一种能从自然界的空气、水或土壤中获取低品位热，经过电力做功 输出能用的高品位热的设备。它是一种节能清洁的采暖空调一体化设备，按照取热来源不同 一般分为地源（土壤源） 、水源和空气源热泵三大系统。热泵消耗 1KW 的能量，可提供 4KW 以上的热量或冷量，和传统中央空调对比节省运行费用 30%50%，是环保、节能的 优选产品。 热泵

11、的种类热泵的种类 地源热泵：地源热泵：（土壤源热泵及水源热泵总称为地源热泵土壤源热泵及水源热泵总称为地源热泵） 土壤源热泵土壤源热泵以土壤为热源，属闭环式循环系统，该系统是以导热好、抗腐蚀、强度 高的材料制成的管材埋入地下，管内导热流体（水或防冻剂）在循环泵的驱动下通过管壁同 土壤直接换热后，进入热泵机组的热交换器，向机组提供热量或换走热量，实现供热或制冷。 此系统的室外换热是通过埋在土壤中的闭环管道系统实现的，无需打水井，不会受地源变化 的影响。 地球表面的土壤是一个巨大的太阳能集热器，收集了 47的太阳能量，比人类每 年利用能量的 500 倍还多。地源热泵技术利用储存于地表浅层近乎无限的可

12、再生能源，为人 们提供供暖空调，当之无愧的成为可再生能源一种形式，属经济有效的节能技术，不受区域 金元采暖制冷金元采暖制冷 5 和地理条件限制。地球表面土壤浅层温度一年四季相对稳定，一般为 1025，冬季比环 境空气温度高，夏季比环境空气温度低，是很好的热泵热源和空调冷源。这种温度特性使得 地源热泵的制冷、制热系数可达 3.55.5。 水源热泵水源热泵是从地下水或地表水（江、河、湖、海）中提取热源，经电力压缩机对循 环的工质做功，可以达到输出 50左右的温水，而其输出热量与输入电功率之比为 3.5,比直 接用电采暖要节省电力 72。这种热水可以利用地辐射地板采暖或风机盘管向房间供暖。 夏季，又

13、可以利用风机盘管制冷，做到一机多用，既节省初投资，又节省运行费用。 一、地源热泵地源热泵（包括土壤源热泵土壤源热泵及水源热泵水源热泵）技术的概念和工作原理 地源热泵技术是利用地球表面浅层土壤、水源如地下水、河流和湖泊及海洋中吸收的太 阳能和地热能而形成的低温低位热能资源，并采用热泵原理，通过少量的高位电能输入，实 现低位热能向高位热能转移的一种技术。 地球表面浅层地源如深度在 1000 米以内的地下水、地表的河流、湖泊和海洋中，吸收了 太阳进入地球的相当的辐射能量，并且地源的温度一般都十分稳定。地源热泵机组工作原理 就是在夏季将建筑物中的热量转移到地源中，由于地源温度低，所以可以高效地带走热量

14、， 而冬季，则从地源中提取能量，由热泵原理通过空气、土壤或水作为载冷剂提升温度后送到 建筑物中。通常地源热泵消耗 1KW 的能量，用户可以得到 4KW 以上的热量或冷量。地源 热泵技术是利用可再生能源的一种技术。 地源热泵根据对地源的利用方式的不同，可以分为闭式系统和开式系统两种。闭式系统 是指在水侧为一组闭式循环的换热套管，该组套管一般水平或垂直埋于地下或湖水海水中， 通过与土壤或海水换热来实现能量转移。 （其中埋于土壤中的系统称土壤源热泵，埋于海水 中的系统称海水源热泵） 。开式系统是指从地下抽水或地表抽水后经过换热器直接排放的系 统。 与锅炉（电、燃料）和电空调设备的供热系统相比，地源热

15、泵具明显的优势。锅炉供热只能 将 90%98%的电能或 7090%的燃料内能转化为热量，供用户使用，因此地源热泵要比电 锅炉加热节省三分之二以上的电能，比燃料锅炉节省二分之一以上的能量；由于地源热泵的 热源温度全年较为稳定，一般为 1025，其制冷、制热系数可达 3.54.4，与传统的中央 空调相比，要高出 40%左右，而运行费用却比普通中央空调低的 4050。因此，近十几 年来，尤其是近五年来，地源热泵空调系统在北美如美国、加拿大及中、北欧如瑞士、瑞典 等国家取得了较快的发展，中国的地源热泵市场也日趋活跃，可以预计，该项技术将会成为 21 世纪最有效的供热和供冷空调技术。 金元采暖制冷金元采

16、暖制冷 6 在中国的传统的空调系统概念中，由于国家的经济发展状况和政策的影响，在相当长的 时期中，北方一般以燃煤锅炉解决冬季取暖问题，在南方以水冷机组解决夏季制冷问题。在 二十世纪八十年代以后，制冷机组的方式开始多样化，此时，出现了溴化锂机组、风冷机组， 机组的容量也从原有的大中型机组过渡为大中小型机组，在二十世纪九十年代以后，对于取 暖方式也开始有新的尝试和探讨，特别是随着可持续发展和公众环保意识的提高，世界和中 国能源利用的结构都正在转变，从原有的煤、石油取暖过渡到以天然气及电等（替代）清洁 能源。北京作为大气污染最为严重的城市之一，但是，替代能源虽然可以部分解决大气污染 的问题，可是天然

17、气和石油等都属于不可再生的能源，从可持续发展的角度看，必须提高能 源利用效率或者寻找可以再生的能源，而地源热泵机组就是比较理想的一种设备。 二、地源热泵的特点、地源热泵的特点 由于地源热泵技术利用地表里的土壤和水作为机组的制冷制热的冷热源，具有以下优点： 1. 属可再生能源利用技术 地源热泵是利用了地球的土壤及水体所储藏的太阳能资源作为冷热源，进行能量转换的 供暖空调系统。其中可以利用的土壤、水体，包括地下水或河流、地表的部分的河流和湖泊 以及海洋。地表土壤和水体不仅是一个巨大的太阳能集热器，收集了 47的太阳辐射能量， 比人类每年利用能量的 500 倍还多（地下的水体是通过土壤间接的接受太阳

18、辐射能量） ，而 且是一个巨大的动态能量平衡系统，地表的土壤和水体自然地保持能量接受和发散的相对的 均衡。这使得利用储存于其中的近乎无限的太阳能或地能成为可能。所以说，地源热泵利用 的是清洁的可再生能源的一种技术。 2. 高效节能 地源热泵机组可利用的土壤及水体温度冬季为 12-22，本身温度比环境空气温度高，所 以热泵循环的蒸发温度提高，能效比也提高。而夏季水体为 18-30，土壤及水体温度比环 境空气温度低，所以制冷的冷凝温度降低，使得冷却效果好于风冷式和冷却塔式，机组效率 提高。据美国环保署 EPA 估计，设计安装良好的地源热泵，平均来说可以节约用户 3050的供热制冷空调的运行费用。

19、3. 运行稳定可靠 土壤及水体的温度一年四季相对稳定，其波动的范围远远小于空气的变动。是很好的热泵 热源和空调冷源，土壤及水体温度较恒定的特性，使得热泵机组运行更可靠、稳定，也保证 了系统的高效性和经济性。 金元采暖制冷金元采暖制冷 7 4. 环境效益显著 地源热泵的使用电能，电能本身为一种清洁的能源，但在发电时，消耗一次能源并导致 污染物和二氧化碳温室气体的排放。所以节能的设备本身的污染就小。设计良好的地源热泵 机组的电力消耗，与电供暖相比，相当于减少 70以上。 地源热泵技术采用的制冷剂，可以是 R22 或 R134A、R407C 和 R410A 等替代共质。地源 热泵机组的运行没有任何污

20、染，可以建造在居民区内，没有燃烧，没有排烟，也没有废弃物， 不需要堆放燃料废物的场地，且不用远距离输送热量。 5. 一机多用，应用范围广 地源热泵系统可供暖、空调，还可供生活热水，一机多用，一套系统可以替换原来的锅 炉加空调的两套装置或系统。特别是对于同时有供热和供冷要求的建筑物，地源热泵有着明 显的优点。不仅节省了大量能源，而且用一套设备可以同时满足供热和供冷的要求，减少了 设备的初投资。地源热泵可应用于宾馆、酒店、商场、办公楼、学校等建筑，小型的地源热 泵更适合于别墅住宅的采暖、空调。 6. 自动运行 地源热泵机组由于工况稳定，所以可以设计简单的系统，部件较少，机组运行简单可靠， 维护费用

21、低；自动控制程度高，使用寿命长可达到 15 年以上。当然，象任何事物一样，地 源热泵也不是十全十美的，其应用也会受到制约。 可利用的水源条件限制 水源热泵理论上可以利用一切的水资源，其实在实际工程中，不同的水资源利用的成本 差异是相当大的。所以在不同的地区是否有合适的水源成为水源热泵应用的一个关键。目前 的水源热泵利用方式中，闭式系统一般成本较高。而开式系统，能否寻找到合适的水源就成 为使用水源热泵的限制条件。对开式系统，水源要求必须满足一定的温度、水量和清洁度。 水层的地理结构的限制 对于从地下抽水回灌的使用，必须考虑到使用地的地质的结构，确保在经济条件下打井 找到合适的地源，同时还应当考虑

22、当地的地质和土壤的条件，保证用后尾水的回灌可以实现。 投资的经济性 由于受到不同地区、不同用户及国家能源政策、燃料价格的影响，地源的基本条件的不同； 一次性投资及运行费用会随着用户的不同而有所不同。虽然总体来说，地源热泵的运行效率 金元采暖制冷金元采暖制冷 8 较高、费用较低。但与传统的空调制冷取暖方式相比，在不同地区不同需求的条件下，地源 热泵的投资经济性会有所不同。 （4）属可再生能源利用技术 地源热泵是利用了地球表面 土壤或浅层水源作为冷热源，进 行能量转换的供暖空调系统。地 球表面水源和土壤是一个巨大的 太阳能集热器，收集了 47的太 阳能量，比人类每年利用能量的 500 倍还多。地源

23、热泵技术利用 储存于地表浅层近乎无限的可再 生能源，为人们提供供暖空调， 当之无愧的成为可再生能源一种 形式。 而水源热泵技术利用地下水以及地表水源的过程当中，不会引起区域性的地下以及地表 水污染。实际上，水源水经过热泵机组后，只是交换了热量，水质几乎没有发生变化，经回 灌至地层或重新排入地表水体后，不会造成对于原有水源的污染。可以说水源热泵是一种清 洁能源方式。 属经济有效的节能技术 地球表面土壤或浅层水源的温度一年四季相对稳定，一般为 1025，冬季比环境空 气温度高，夏季比环境空气温度低，是很好的热泵热源和空调冷源。这种温度特性使得地源 热泵的制冷、制热系数可达 3.55.5。 三三 三

24、种地源热泵应用方式的介绍：三种地源热泵应用方式的介绍： 国外，关于地源热泵的研究分属于三种热泵系统：一种为土壤源热泵，一种为地下水源 热泵，一种为地表水源热泵。地源热泵真正意义的商业应用也只有近十几年的历史，但发展 相当迅速。如美国，截止 1985 年全国共有 14,000 台地源热泵，而 1997 年就安装了 45，000 台，到目前为止已安装了 400，000 台，而且每年以 10的速度稳步增长。1998 年美国商业 建筑中地源热泵系统已占空调总保有量的 19，其中新建筑中占 30。美国地源热泵工业 已经成立了由美国能源环境研究中心、美国地下水资源联合会、爱迪生电力研究所及众多地 金元采暖

25、制冷金元采暖制冷 9 源热泵制造设计销售公司以及政府机构和建筑商等 146 家成员组成的美国地源热泵协会，该 协会在近年中将投入一亿美元从事开发、研究和推广工作。美国计划到 2001 年达到每年安 装 40 万台地源热泵的目标，其中，地源热泵占 15%，届时将降低温室气体排放 1 百万吨， 相当于减少 50 万辆汽车的污染物排放或种植树 1 百万英亩，年节约能源费用达 4.2 亿美元， 此后，每年节约能源费用再增加 1.7 亿美元。 地源热泵三种应用形式图列地源热泵三种应用形式图列 水源热泵系统（一） 地下水热泵系统： 也就是通常所说的深井回灌式水源热泵 系统。通过建造抽水井群将地下水抽出，

26、通过二次换热或直接送至水源热泵机组， 经提取热量或释放热量后，由回灌井群 灌回地下。 水源热泵系统（二） 地表水热泵系统： 通过直接抽取或者间接换热的方式，利 用包括江水、河水、湖水、水库水以及 海水作为热泵冷热源。 归属于水源热泵方式。 土壤源热泵系统： （地下耦合热泵系统），也称垂直埋管 地源热泵系统。 还有另外一个术语叫地下热交换器 地源热泵系统。 这一闭式系统方式，通过中间介质 （通常为水或者是加入防冻剂的水）作 为热载体，使中间介质在埋于土壤内部 的封闭环路中循环流动，从而实现与大 地土壤进行热交换的目的。 美国的地源热泵的研究和应用更偏重用于住宅和商业小型系统（20RT 以下） ，

27、多采用 水-空气系统，如大家熟知的 TRANE 等推出的产品。在大型建筑方面，美国推行 WLHP 系 金元采暖制冷金元采暖制冷 10 统，即水环热泵系统。 与美国的地源热泵发展有所不同，中、北欧如瑞典、瑞士、奥地利、德国等国家主要利 用浅层地热资源，地下土壤埋盘管（埋深P2P3 1 锅炉 2 汽轮发电机组 3 高效汽水分离罐 4 热泵 5、纸机纸页热泵干燥供热技术 目前国内造纸机干燥部普遍采用传统的三段通汽系统，属于被动式蒸汽串联供热系统， 致使烘缸积水，吨纸汽耗高。热泵供热技术可以用于各类造纸机干燥部替代三段通汽，属于 主动式蒸汽并联供热系统，便于调节各段烘缸温度，烘缸温升曲线合理，排水通畅

28、，吨纸汽 耗明显降低。 金元采暖制冷金元采暖制冷 46 纸机热泵供热 14 热泵 57 一、二、三级汽水分离罐 8 冷凝水罐 9 冷凝水泵 10 真空泵 11 压差排水器 12 换热器 13 真空分离罐 6、脱水蒸发热泵供热技术 蒸发过程是应用最广泛的化工分离操作。在常规蒸发中，都是从塔底再沸器或塔釜加入 较高品味的蒸汽使其物料汽化，在塔顶冷凝器用冷却介质移走物料潜热使其冷凝。热泵蒸发 系根据热力学第二定律，向系统加入一定数量高品味蒸汽，将塔顶排出蒸汽的热能品味升高 作为塔釜的热源。以脱除水蒸气为目的蒸发系统及蒸馏水制备设备等均可以采用热泵蒸发系 统。 热泵脱水蒸发及多效蒸发流程图 1,2 热

29、泵 3,4,5 蒸发器 7、热泵式减温减压器 常规减压减温器的热力过程是蒸汽有效能降低、能量贬值过程，热泵式减压减温器是一 种新型的同时调节蒸汽压力、温度，并且可以回收利用低压废热蒸汽的高效节能设备，可以 实现蒸汽压力及温度的自动控制及调节。 8、焦化生产热泵供热技术 焦化生产粗苯工段余热器、再生塔、二苯塔排出的蒸汽冷凝水经过压差式排水器排至 金元采暖制冷金元采暖制冷 47 汽水分离罐，利用热泵将其产生的二次蒸发汽增压后作为再生器的之间生产用汽，热泵供热 系统同样可以用于精苯、焦油等工序，实现了塔系间和用汽设备换热网络优化和梯级供热。 9、涤纶纺丝热泵供热技术 涤纶纺丝装置工艺生产需要耗用 1

30、.6Mpa，1.0Mpa 和 0.3Mpa 共三种参数蒸汽，通常采用 蒸汽节流减压造成能量贬值的方法，向工艺生产供给各种压力等级的蒸汽。 采用专门研制的热泵供热系统替代传统的热力系统，在第三牵伸机及热定型机采用专门设 计的压差排水器替代引进的双金属疏水器，提高了辊温，简化了疏水系统，将不同压力等级 的蒸汽冷凝水进行多级扩容闪蒸，其产生的二次蒸发汽，利用热泵增压后再供生产使用，运 行实例证明产品汽耗降低了 30以上。 本项目荣获上海市优秀节能技改项目二等奖。 某石化公司涤纶后纺热泵供热装置 10、木材及物料热泵干燥技术 采用热泵回收蒸汽冷凝水系统产生的二次蒸发汽及物料干燥脱除水份的显热，提高了产

31、 品干燥质量，干燥效率显著提高。该技术可以用于各种档次木材制品的干燥工艺。 六、蒸汽喷射器废热资源化技术的应用前景 蒸汽喷射器废热资源化技术目前已经在造纸行业中全面推广使用，并取得显著经济效益。 在其它行业中，诸如化工、制药、食品、制糖、淀粉、奶粉、酒精、啤酒、棉纺、木材干燥 等行业均可广泛应用。一般蒸汽经过减压后，采用间接加热干燥的行业，均可采用本项蒸汽 喷射器供热技术，回收由蒸馏塔、脱水塔或其它加热设备排出的废热蒸汽或蒸汽冷凝水带出 金元采暖制冷金元采暖制冷 48 的热量，提高热能品位后再供生产使用，从质量上和数量上实现彻底的充分利用能源。 蒸汽喷射器废热资源化技术，依据热平衡、火用平衡和

32、能级平衡理论，巧妙的利用了能量 不同形式的转化，实现了蒸汽减压过程中最小化的能量损失，并利用减压前后的能量差作为 动力，对工业生产中的副产或废热蒸汽进行高质量的回收，使之回用于生产，达到了最大程 度的合理使用蒸汽中的能量。 本技术系统各热力单元设备均采用模块化设计，结合不同生产工艺，进行不同模块优化 组合，热力系统完善，技术新颖，系统及设备设计合理，通用性强，为经济有效的利用和回 收蒸汽能量开创了一条新路。系统全部采用自动化控制，各设备简洁、运行稳定可靠，操作 管理和维护都十分方便。 蒸汽喷射器废热资源化技术在常规的工业生产改造应用中，平均节气率达到 20%左右， 个别蒸汽能耗高的行业中，节气

33、率可以达到 30%以上。投资回收期短，一般不超过半年，经 济效益十分显著。通过采用蒸汽喷射器供热系统替代传统的阀门节流减压供热系统，可以充 分实现提高能源利用率、废热资源化、优化用能结构、节能降耗、保护环境等目的，具有十 分显著的经济效益、社会效益和环保效益。 四、热泵技术在原油输送中的应用四、热泵技术在原油输送中的应用 在石化行业中，原油集输系统是油田的基本产能系统，该系统的能耗较高。典型的原 油技术系统在将原油从地层取出到处理成合格原油的生产过程中，既需要消耗热能，又要消 耗动力，其中热能主要来源于油田自产的天然气。以往降低热损失和提高加热炉效率一直是 节约油田热能消耗的主要方法，而余热回

34、收技术的应用则是一个薄弱环节。 目前我国很多油田已属于中后期开采，采出原油中的含水量巨大。产出液中 70%的水与 30%的原油一样，要通过泵加压、加热炉加热从井口输送到联合站进行油水分离，分离出的 污水温度在 4060之间。以胜利油田为例，目前其采油污水站 52 个，外排污水量 72 万立 方米/天，污水水温在 5070。其中水温在 60以上的水站有 14 个，外排水量约 26 万立 方米/天，是一笔很可观的可利用的热能财富。 如果利用高温热泵从中提取 5的热量进行回收，则可回收的能量为 73000kW。考虑到 热泵输出端的热量，可达 10 万 kW 左右，相当于 10t/h 原油全部燃烧的热

35、值，即每年 87600 吨原油的产能。如果利用热泵将含油污水温度下降 20，达到 30排放，则每年可以节约 金元采暖制冷金元采暖制冷 49 原油 35 万吨，相当于胜利油田 1%的原油产量。可见，高温水源热泵的应用将使油田和石化 行业的余热资源得到最大限度的利用，创造出几十亿元甚至上百亿的经济价值，开创出一条 节能降耗的新途径。 二、原油加热热泵的技术背景 油田在生产过程中产生大量含油污水，这些含油污水的温度往往较高，例如胜利油田的 含油污水在夏季可以达到 57，在冬季可以达到 53；大庆油田含油污水的温度一般在 3642。我国油田每天含油污水日产量为 190 万立方米（来自 1998 年陆地

36、油田统计数据） ， 海上油田每年含油污水排放 4648 万吨（2000 年中国海洋环境质量公报） 。由此可见，我国 油田含油污水的余热回收潜力巨大。人们一直在关注着如何回收利用这部分热能来为油田的 生产和生活服务，同时解决因燃烧矿物燃料造成的污染问题（同时因为原油在我国来说是属 于希缺资源，因此有必要节约使用） 。这部分热能的特点是品位比较低，但是可以利用热泵 来提高其温度，有相关文献报道在胜利油田等油田有利用吸收式热泵进行冬季供热的案例， 可以节约大量的燃油。 含油污水余热的回收利用用于供暖，只解决了很小一部分含油污水的利用问题，仍然有相当 多的含油污水的余热被排放到大气中，即造成热污染又浪

37、费资源。一方面，随着油田的开发 进入中后期，油井的含油污水水量越来越大；另一方面，原油的脱水和外输都需要加热，尤 其是稠油，由于其粘度较高，必须加热降粘之后才可以外输。稠油集输工艺主要包括掺热水、 掺稀油和三管伴热 3 种流程，相应的加热炉也分为稠油加热炉、稀油加热炉和热水炉三类， 诸多的加热过程需要耗费大量的能量，这就需要深入研究加热炉的形式，以降低原油在集输 过程中的能耗。目前可以采用的加热炉主要为燃油燃气水套加热炉的形式，原油加热的温度 范围为 4070，这种形式的能量利用方式实际是采用燃烧高品位能源获得低品位热能，有 用能效率较低。即使不考虑有用能效率的问题，这种加热炉的一次能源利用效

38、率约为 85%。 采用高温热泵可以满足原油加热的需求，同时大大的提高了一次能源利用效率，与原有 系统相比，一次能源的利用效率大约可提高 36%。 三、技术概要 基于上述考虑，如果采用压缩式热泵的形式应用于含油污水废热回收利用和原油加热， 必须满足下面三个条件： 该种热泵的工作范围必须兼顾到含油污水的温度（4060）和油出口的温度（70左 右） ，在此工作范围内效率尽量要高； 与传统的燃油燃气水套加热炉相比具有良好的经济性。 金元采暖制冷金元采暖制冷 50 动力来源方便，能很好地适应复杂多变的原油加热的工作环境。 采用电动压缩式高温热泵就能很好的满足上述三个必要条件。 众所周知，传统的中温制冷剂

39、如 R22 和 R134a 等不能满足水套加热炉出口油温度的需求。 为使热泵出口温度进一步提高，热泵的工质应采用专门研制开发的高温环保制冷剂，经过实 践证明，采用这种工质的热泵，出水温度可以达到 90,最高可以达到 95，同时还具有比 较高的能效比，例如在冷凝温度为 85（蒸发器进口温度 50）的情况下，可以很好的满 足原油加热的需求。 四、优势分析 电动压缩式高温热泵与现存技术相比，具有如下特点： 1. 能源利用效率高：如上所述，能源利用效率比燃油燃气锅炉效率大大提升； 2. 原油属于希缺资源，目前我国所使用的原油有一半依赖于进口，同时，国家原油战略储 备的形势日益严峻，节约原油的战略意义更

40、加凸显； 3. 运行成本低：本装置初投资方面比常规锅炉高，但在运行时减少一次性能源（原油和天 然气）的消耗，运行费用大大减少，所以可以在很短的时间内通过运行费用的节约而收回初 投资； 4. 环保效果显著：原油和天然气的燃烧大幅度减少，燃烧效率提高，废气的排放也大幅度 降低； 5. 有利于污水回灌：在充分利用了含油污水余热的前提下，降低了含油污水的温度，为污 水处理回灌创造了便利条件，同时减少了含油污水对环境的热污染，具有非常好的环保优势； 6. 动力来源便利，益于推广：该产品主要动力是电能，便于获得； 7. 安全可靠：该系统运行稳定，无任何安全隐患。 以胜利油田为例：目前胜利油田日产含油污水

41、30 万吨（12500t/h） ，温度 50。如果 采用高温热泵从中提取 5的热量进行回收，则可回收的能量为：73000kW。考虑到热泵输 出端的热量，可达 10 万 kW 左右。相当于 10t/h 原油全部燃烧的热值；如果照此核算下去， 相当于每年 87600t 原油的产能；如果利用热泵将含油污水温度下降 20，达到 30排放， 则每年可以节约原油 35 万吨，相当于整个胜利油田 1%的原油产量。 一台 1000kW 的水套加热炉，所需要的燃油为 95.69kg/h，假如胜利油田共有 100 台类 似水套加热炉，则每小时需要消耗原油 9.6 吨，每年需要消耗原油 8.4 万吨。可见只需采用

42、热泵将污水温度下降 5即可满足全部胜利油田水套加热炉的需求。 金元采暖制冷金元采暖制冷 51 第四部分第四部分 太阳能最节能设备太阳能最节能设备 不分寒暑、日益突出的电荒，以及像幽灵一样徘徊的大气污染、酸雨和气候变暖，促使 人们把更多的目光转向潜能巨大、无污染的可再生能源太阳能。国内外许多专家预言， 随着石化能源时代的终结和新文明的到来，不用百年，太阳能将成为全世界的主要能源。这 是一个美好的梦想，还是一个可以预见的现实？从梦想到现实，我们需要做什么？ 预测：百年之后，太阳能有望占到全球一次能源的预测：百年之后，太阳能有望占到全球一次能源的 7070 煤、石油、天然气这些积蓄了亿万年的化石能源

43、，经过数百年的巨大消耗，已经不 可逆转地走向枯竭。据中国太阳能学会副理事长赵玉文介绍，世界各国的能源研究机构和专 家经过缜密测算，得出了比较一致的结论：全球化石燃料的生产和消耗峰值将出现在 20302040 年之间。这意味着，在此之前，人类必须找到新的替代能源。 在太阳能、风能、生物质能、潮汐能等各类可再生能源中，太阳能成为专家们的首选。 “不管从资源的数量、分布的普遍性，还是从清洁性、技术的可靠性来看，太阳能都比其它 可再生能源更具有优越性。”中国太阳能学会副理事长赵玉文认为。太阳能的利用主要有两 大重点方向，一是把太阳能转化为热能，另一个就是将太阳能转化为电能（即通常所说的光 伏发电），其

44、中重点是后者。 根据目前的实际进展和未来的发展速度，专家们预测，到 2050 年，可再生能源占总一 次能源的比例约为 54，其中太阳能在一次能源中的比例约为 1315；到 2100 年，可 再生能源将占 86，太阳能占 67，其中太阳能发电占 64。说到我国，专家们指出，无 论从现实需要，还是从未来的潜力，太阳能都应是各种可再生能源中的首选！ 我国石油、煤炭资源匮乏：2000 年我国人均煤炭可采储量 90 吨，石油可采储量 3 吨， 天然气 1080 立方米，分别是世界平均水平的 54.9，11和 4.3；从 2005 年起，我国已 取代日本成为世界第二大石油进口国，进口依存度为 50；能源结

45、构极不合理，目前我国 煤炭年消耗量约为 13 亿吨，在我国能源总量中的比重超过 60。我国已成为世界第二大二 氧化碳排放国。二氧化碳产生的污染不仅对我国的居民健康和工农业生产造成严重损害，还 使我们面临巨大的国际压力。与此同时，我国的太阳能资源异常丰富。专家统计，如果把全 国 1的荒漠中的太阳能用于发电，就可以发出相当于 2003 年全年的耗电量。届时，新疆、 西藏、甘肃等广大西部地区将成为我国新的能源基地。 现实：发达国家纷纷抢占制高点，我国亦不甘落后现实：发达国家纷纷抢占制高点，我国亦不甘落后 对于太阳能发电这一高科技事业，发达国家在数十年前就开足马力进行研究、试验和应 金元采暖制冷金元采

46、暖制冷 52 用。目前，太阳能发电已经进入技术成熟、能够大规模推广的阶段。其中，日本已成为世界 光伏发电的先导，2003 年底总计安装 887 兆瓦；是年该国光伏组件生产占世界的 50，世 界前 10 大厂商有 4 家在日本；2004 年，德国新安装的并网光伏发电系统大约 200 兆瓦，总 销售额超过 10 亿欧元，就业人数约 15000 人。统计资料显示，世界光伏发电从 1998 年的 154.9 兆瓦增加到 2003 年的 742.28 兆瓦，年平均增长率为 36.8。2004 年，全球的光伏 组件产量是 7 年前的 10 倍。如今，无论是日本、德国，还是美国、意大利，光伏发电都已 实现了

47、并网发电，数以千计的办公大楼、实验室和数以万计的居民，在享用着稳定可靠、无 污染、无噪音、无任何废料排出的太阳能电力。 那么，我国的太阳能利用现状如何？前不久，民间环保团体北京地球村带领多位 记者前往位于奥运公园东侧的大洋坊太阳能示范楼参观，让大家现场感受了太阳能的魅力： 运行中的太阳能空调制冷、采暖和热水综合系统，在冬季可以向各个房间提供热风，在夏季 可以提供冷风，春秋季节这个系统可作为太阳能热水器，提供大量科研和生活用水。同时， 这个系统还可全年提供开水。 中国太阳能学会常务理事王斯成向大家勾勒了我国发展太阳能的大致历程：1981 年建立 太阳能光电实验室，20 世纪 80 年代中后期在太

48、阳光伏发电领域已经初具规模，20 世纪 90 年代以来进入快速发展时期。在国际市场快速发展的支撑下，2003、2004 年我国太阳电池/ 组件的生产有了大幅度增长，2003 年达到 12 兆瓦，约占世界的 2.2，2004 年已达到 35 兆瓦，约占世界份额的 3。 圆梦：政策支持是圆梦：政策支持是“关键的关键关键的关键” 尽管在光伏发电技术上我国并不逊色，但该技术和产品在本国的实际利用却让人汗颜： 2004 年我国生产的太阳电池/组件中，85以上都出口到了国外，我国自己应用的少得可怜。 为什么会这样？中科院电工所研究员马胜红道出了其中的奥秘：目前制约太阳能光伏产业发 展的主要原因是太阳能发电

49、的高额成本，而高成本主要来自太阳能组件的生产规模化 生产是降低成本的主要途径。而在规模化生产形成过程中，促进技术进步和政府的法规政策 支持将起到举足轻重的作用。马胜红进一步介绍说，目前，完全商业化运作的并网光伏发电 上网电价大约为 3.4 元/千瓦时，还无法同火电、风电等竞争。预计到 2010 年，发电成本将 下降到 1 元/千瓦时以下。 要达到这样的目标，政府采用完整、有效的激励政策是关键。政府政策拉动产业发展、 推动技术进步，依赖技术进步和规模生产降低生产成本，通过提高质量和降低价格赢得更大 市场，这样形成良性循环。政策拉动市场的做法在很多发达国家取得了显著的成功。无论是 金元采暖制冷金元采暖制冷 53 日本的“新阳光计划”、新的净电计量法，还是德国的新可再生能源法，都产生了巨大的推 动力，使光伏发电实现了并网发电，并与水电、火电“同台竞技”。 2006 年，我国 “可再生能源促进法”已经出台。如果政府根据“可再生能源促进法” 尽快制定出相应的财政、投资、信贷和价格补贴等方面的