我國(guó)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(gè)提高煤炭利用效率,把能源綜合利用起來(lái)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(lái),能源利用效率是原來(lái)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(guó)北方地區(qū)供熱能耗很大,東北地區(qū)將近6個(gè)月,北京等地區(qū)的供暖期也有4個(gè)月左右。而我們?cè)谏钪袑?duì)熱能的需求主要來(lái)源于燃煤,我國(guó)是以煤炭為主的能源消費(fèi)大國(guó),燃煤占世界煤炭消費(fèi)量的27%。而我國(guó)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(wèn)題。
我國(guó)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?lèi)利用的另一熱源。地源熱泵技術(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(shí)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(yáng)能和地?zé)崮?,并采用熱泵原理,既可供熱又可制冷的高效?jié)能節(jié)能裝備。
后來(lái),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(cè)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?,利用地源熱泵技術(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(lái)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(lèi)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(guān)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(mǎn)足三個(gè)條件:一是要有驅(qū)動(dòng)式熱源。如熱電廠(chǎng)用來(lái)發(fā)電的熱蒸汽。二是要有余熱資源。還是以熱電廠(chǎng)為例,以前是通過(guò)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(lái)的換熱器后,熱效率大大提高了。同時(shí),當(dāng)壓力巨大的蒸汽用于發(fā)電之后,剩余壓力會(huì)減小,同時(shí)溫度降低的廢蒸汽,被稱(chēng)作乏汽。原來(lái),這部分乏汽將通過(guò)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(guò)應(yīng)用工業(yè)型地源熱泵利用起來(lái)。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(chǎng)礦較近的廠(chǎng)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(zhuān)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(chǎng)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(lái),實(shí)際上是提高煤的熱轉(zhuǎn)化效率,在我國(guó)工業(yè)生產(chǎn)過(guò)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(guó)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(lái),可以很好地提高工業(yè)生產(chǎn)中煤炭利用率。
鋼鐵廠(chǎng)在煉鋼過(guò)程中會(huì)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(lái)。石油輸送的過(guò)程中需要伴熱,傳統(tǒng)的伴熱熱量來(lái)源同樣是靠在輸油管道沿線(xiàn)設(shè)鍋爐房燒煤供熱,其實(shí),開(kāi)采石油的過(guò)程首先是向地下大量注水,將油水一同抽上來(lái),再實(shí)施油水分離的過(guò)程,抽取上來(lái)并與油分離開(kāi)來(lái)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(lái)。
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(duì)環(huán)境造成熱污染的同時(shí)還要消耗大量燃料用于生產(chǎn)工藝中的加熱過(guò)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(chǎng)空間。