我國工業(yè)領(lǐng)域余能利用空間很大,工業(yè)冷卻水、工業(yè)廢水、地?zé)嵛菜刑N(yùn)含著大量熱能,但因熱值較低難以提取,熱源熱泵技術(shù)可將廢水中的7攝氏度至50攝氏度的低品位余熱,轉(zhuǎn)換成50攝氏度至85攝氏度的高品位熱能加以利用,用于供暖制冷等生活所需,是一個提高煤炭利用效率,把能源綜合利用起來的好辦法。
工業(yè)用余熱型地源熱泵技術(shù)具有很好的經(jīng)濟(jì)效益。消耗1度電,就能得到相當(dāng)于5度電的熱能,綜合算下來,能源利用效率是原來利用燃煤供熱的2倍以上。工業(yè)冷卻水、工業(yè)廢水、地?zé)嵛菜刑N(yùn)含著大量熱能,但因熱值較低難以提取而幾乎全部丟棄,熱泵技術(shù)則能將廢水中的7攝氏度至50攝氏度的低品位余熱,轉(zhuǎn)換成50攝氏度至85攝氏度的高品位熱能加以利用。
記者了解到,我國北方地區(qū)供熱能耗很大,東北地區(qū)將近6個月,北京等地區(qū)的供暖期也有4個月左右。而我們在生活中對熱能的需求主要來源于燃煤,我國是以煤炭為主的能源消費(fèi)大國,燃煤占世界煤炭消費(fèi)量的27%。而我國煤炭消費(fèi)的主要方式是直接燃燒,這種能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)導(dǎo)致能源利用效率低下、環(huán)境污染嚴(yán)重等問題。
我國燃煤工業(yè)鍋爐平均運(yùn)行效率65%左右,小噸位的燃煤鍋爐運(yùn)行效率甚至不到60%,且效率很難提升,造成能源浪費(fèi)嚴(yán)重。眾所周知,煤炭燃燒產(chǎn)生的二氧化碳、二氧化硫是溫室氣體的主要成分。如何提高煤的使用效率,少用煤,始終是節(jié)能減排的重要課題。
地?zé)崾悄軌蚬┤祟惱玫牧硪粺嵩础5卦礋岜眉夹g(shù)在建筑節(jié)能領(lǐng)域的應(yīng)用和發(fā)展已經(jīng)有十余年的時間。地源熱泵是指地球表面淺層水源(如地下水、河流和湖泊)和土壤源中吸收的太陽能和地?zé)崮埽⒉捎脽岜迷?,既可供熱又可制冷的高效?jié)能節(jié)能裝備。
后來,人們慢慢發(fā)現(xiàn),工業(yè)企業(yè)排放的污水通常都在30攝氏度以上,這不僅給環(huán)境造成熱污染,還造成了熱量的浪費(fèi)。據(jù)測算,工業(yè)冷卻水、工業(yè)廢水、地?zé)嵛菜刑N(yùn)含著大量熱能,但因熱值較低難以提取而幾乎全部丟棄,熱泵技術(shù)則能將以往棄之不用的廢水中的7攝氏度至50攝氏度的低品位余熱,制成50攝氏度至85攝氏度的高品位熱能加以利用?! ∮谑牵玫卦礋岜眉夹g(shù),收集工業(yè)余熱用于北方采暖地區(qū)的供熱熱源,讓地源熱泵技術(shù)有了新的應(yīng)用空間。
地源熱泵技術(shù)應(yīng)用到工業(yè)領(lǐng)域之后,所應(yīng)用的是工業(yè)水,與地源熱泵原來所利用地下水相比,工業(yè)廢水水質(zhì)較差,有腐蝕性。此外,淺層地?zé)崴臏囟仍?6攝氏度左右,而工業(yè)廢水的溫度變化較大,10攝氏度至30攝氏度不等。這些特點(diǎn)都給工業(yè)余熱型熱泵技術(shù)提出了更高要求。
記者還了解到,除壓縮式熱泵之外,還有一類工業(yè)余熱型熱泵叫作吸收式熱泵。吸收式熱泵以供熱為主,而壓縮式熱泵則能夠更好地冷熱兼顧,冬天制熱、夏天制冷。兩種技術(shù)的選擇上,應(yīng)該因地制宜,客觀分析。
利用吸收式熱泵應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域再向居民發(fā)電需要滿足三個條件:一是要有驅(qū)動式熱源。如熱電廠用來發(fā)電的熱蒸汽。二是要有余熱資源。還是以熱電廠為例,以前是通過換熱器將高溫蒸汽中的熱量傳輸給利用吸收式熱泵,代替原來的換熱器后,熱效率大大提高了。同時,當(dāng)壓力巨大的蒸汽用于發(fā)電之后,剩余壓力會減小,同時溫度降低的廢蒸汽,被稱作乏汽。原來,這部分乏汽將通過冷卻塔冷卻掉形成工業(yè)廢水,如今這部分廢蒸汽的余熱就可以通過應(yīng)用工業(yè)型地源熱泵利用起來。三是要有供熱需求。目前,這種工業(yè)用地源熱泵還主要應(yīng)用于距離廠礦較近的廠礦自己的家屬區(qū),隨著這項(xiàng)技術(shù)逐步趨于完善,將更加廣泛地應(yīng)用于城市供暖。
科靈節(jié)能專家表示,工業(yè)型地源熱泵能夠應(yīng)用于許多工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域,除了熱電廠之外,煤炭行業(yè)、鋼鐵行業(yè)以及石油行業(yè)等都能夠應(yīng)用。把工業(yè)余熱利用起來,實(shí)際上是提高煤的熱轉(zhuǎn)化效率,在我國工業(yè)生產(chǎn)過程中,煤炭的熱轉(zhuǎn)化效率總體只有30%以上,而一些發(fā)達(dá)國家的煤炭利用率達(dá)到90%以上。利用地源熱泵把工業(yè)余熱利用起來,可以很好地提高工業(yè)生產(chǎn)中煤炭利用率。
鋼鐵廠在煉鋼過程中會產(chǎn)生大量爐渣,爐渣溫度很高,需要沖渣水為其降溫,沖渣水中的熱量就可以利用工業(yè)余熱型熱泵提取出來。石油輸送的過程中需要伴熱,傳統(tǒng)的伴熱熱量來源同樣是靠在輸油管道沿線設(shè)鍋爐房燒煤供熱,其實(shí),開采石油的過程首先是向地下大量注水,將油水一同抽上來,再實(shí)施油水分離的過程,抽取上來并與油分離開來的水是有較高溫度的,這部分水的熱量同樣能夠憑借地源熱泵被利用起來。
不僅如此,工業(yè)余熱型熱泵技術(shù)還可以應(yīng)用于電力、紡織印染、水產(chǎn)養(yǎng)殖、食品釀造、市政污水等其他行業(yè)。大量的廢水、廢熱被排放,在對環(huán)境造成熱污染的同時還要消耗大量燃料用于生產(chǎn)工藝中的加熱過程,在這些行業(yè)推廣熱泵技術(shù)回收廢熱,節(jié)能挖潛,工業(yè)余熱型熱泵技術(shù)還有十分巨大的市場空間。