中高温热泵技术在工业余热回收中的应用

中高温热泵技术在工业余热回收中的应用

齐峻岭

深圳市德尼环境技术有限公司   广东深圳   518000

摘要：在工业发展的过程中，往往存在一些问题。如在工业中存在低温余热被大量浪费的情况。因此，中高温热泵技术在工业余热中的广泛应用，就成为目前工业生产中最为重要的一项技术。在这项技术的研究过程中，国内处于高效的研究阶段，并且尚未找到一种良好的技术应用于工业生产中。但这项技术的应用过程还存在一些问题，因此要结合工业余热的实际情况，采取相对应的措施加以解决。

关键词：中高温热泵技术；工业余热回收

引言：作为消费大国，我国在自然资源的利用方面采取了一系列的措施。在产生热能的过程中，往往采用燃煤、燃气或者是电加热的方式，但在开展工业生产过程中所产生的大量余热，常常直接排泄出去。因此造成了相对比较严重的能源浪费情况。热泵技术作为一种可以充分利用工业余热的技术，得到了大量工业企业的广泛应用，并存在很大的发展空间。由于这项技术所提供的温度范围，还有更为广泛的应用领域，因此这项研究已经成为目前的重点。

热泵是从低温环境中取得一定的热量，并将其输送到高温环境中。其COP 与高低温环境之间的温差有很大的关联。其与温差处于负相关的关系。温差与压缩比存在一定的对应关系，若是压缩比超出一定的范围，就会导致其无法正常运行。在初级压缩中可以采用变频压缩机，进而有效处理了次级压缩的热量，同时也可以通过初级压缩的变频来调节末端的出风温度。

一、在锂离子电池行业方面的应用

目前，在新能源行业，如锂离子电池制造行业中，极片涂布烘烤、电芯烘烤、电池高温老化等生产工序，用于生产车间环境湿度控制的转轮除湿机都有大量的余热排放。高温热泵在锂离子电池的应用也是尤为广泛的。首先要根据生产环境在控温和控湿方面的需要而消耗大量的冷气，这主要是由于利用制冷机组进行制冷的成本相对较高。与此同时，还需要用除湿机进行转轮再生，生产的工序、极片烘烤、产品高温老化需要高品位热量，一般为80~120℃。出现高温的主要原因，是采用电加热或蒸汽加热，导致能耗较高的结果。一般而言，这部分能量消耗约占总能耗的30%以上。其次，利用COP值相对较大的高温热泵，制热同时也能够进行制冷，便可以高效实现节能降耗效果。

二、中高温热泵余热回收应用

目前很多油田的污水并不能够直接被利用起来，且这些污水的温度往往处于温度较低的水平，因此基本处于被排放的状态，由此造成较为严重的工业污染，也产生一定的能源浪费的现象。此外，原油在联合站的加油分离和集输的过程中，都会产生大量的热能消耗，而这部分热能主要是各种锅炉来提供的。采用这种技术，就可以利用污水中的低品位热能，也能够解决原油加热的问题，从根本上节省了大量的能源，进而减少其生产的成本。

利用含油污水对油田地面进行供暖，并且在达到相对应的温度之后，进入到高温热泵机组释放热量，并可以为油田建筑的供暖系统提供大量热能，也可以从一定的角度上节省大量能源，进而推动我国相关行业的高质量发展。

三、涂装、电镀车间余热回收

金属前处理是电镀工艺中非常重要的一种依据。但是在开展这一工作的过程中，却往往会散发大量的热量。这些热量散失到车间环境，就会导致车间内的工人处于相对比较恶劣的环境中。采用高温热泵技术，将车间内的热空气作为热源。取代了以往的蒸汽消耗，并且有效提升企业的经济效益，同时也可以让车间的环境变得更为舒适，使工人的生产积极性得到全面提升。

它与原有的电加热等技术相比，具备一定的节能性。其经济性以及环保效益等，都是上述所说的几种供热系统无法不能够达到的。因此中高温热泵技术还有非常广阔的发展空间。

四、在冶金企业中的应用

焦化厂为了能够方便输送相关的气体，需要将煤气进行冷却。为了能够回收煤气中的一些资源，并控制平衡，煤气又需要进行加热。而冷却所产生的热水温度较高且流量相对较大，在以往的生产过程中是将其直接排放的。这既会对资源造成一定的浪费，同时也会使自然环境变得更为恶劣，采用热泵来对于热水进行回收，便可将其所产生的热量供于煤气预热器做加热使用，相关的热能得到充分地利用，不至于会出现资源浪费的问题，进而可以提升工业生产的经济效益。

所需的冷却水往往通过循环的方式获得，若采用单级吸收式热泵，就可以有效地对热水进行处理，若选用双级泵则会有着更好的效果。由此可见，利用这种热泵来对工业余热进行回收，不但能够极大地减少能源浪费，同时也可以广泛地回收可使用的蒸汽，取得较好的经济效益。

五、该项技术在合成橡胶领域的应用

在以往的生产工作中，往往采用的是釜式凝聚方法。也即将聚合物喷入热水中，通过所产生的热量凝聚成颗粒状。随后回收溶液和未完全反应单体，再经过洗净，脱取等过程来完成这项工作。其评价指标主要是蒸汽消耗量和胶中含有大量使用新式技术。采用这种技术，可以取代一台空冷器。在运行的过程中基本无费用，两年多的时间内就可全部收回投资，因此采用这种方式来对合成橡胶领域的生产予以应用，就可以有效地提升企业的经济效益。

六、在溶剂厂方面的应用

溶剂厂在开展生产经营活动的过程中，采用这种技术就可以有效地对工业余热进行回收。这主要是对蒸馏过程中的水蒸气的潜热进行回收。在应用这项技术的过程中，将蒸汽从分离器分离出来，将汽热加入到相关的机器中。随后，将高温补给热水进入热泵系统所产生的蒸汽，送到相关的糊化罐中，以供加热作用。冷却水在过热泵后，温度会有明显的提升。在这一流程中，整个热泵系统可以回收很大一部分的热量，将这些热量应用于工业生产中，就可以极大减少能源浪费，进而为确保工业企业的经济效益，得到进一步提升。

在应用热泵来回收工业余热的过程中，其主要是与性能系数，冷凝水温度等有关。同时，热源温度，冷凝温度，稀溶液浓度，性能系数和温升都有着较为密切的联系。因此，需要操作人员在利用这项技术回收工业余热的过程中，对这些参数进行精密的计算，确保工业余热能够更大限度的被回收。

结束语：总的来说，中高温热泵技术在工业余热回收中的广泛应用，能够为我国节省大量的能源。在这项技术的研究方面，需要国家的大力扶持。在众多专家学者的一致努力之下，已经取得较为明显的研究成果，并且广泛地应用于工业生产的各个领域中。未来随着这项技术的不断成熟，还可以为节省国家的能源贡献一份力量，进而确保我国的能源消耗保持在较低的水平。

参考文献：

[1]尤晶.高温水源热泵在地热供暖中的应用.2003城镇供热行业热改政策、技术及发展研讨会论文集，2003,4.

[2]董明.星级酒店中央空调冷凝热回收利用[J].能源工程,2003.3.

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