“格力大容量高溫離心式熱泵”助力工業(yè)碳中和

　　在低碳能源的結(jié)構(gòu)下，熱量的產(chǎn)生將從燒煤，燒天然氣產(chǎn)生熱量逐步轉(zhuǎn)變?yōu)橛汕鍧嶋娏Ξa(chǎn)生熱量。全社會(huì)采暖、熱水、蒸汽等熱量需求達(dá)145億GJ，若這部分熱量全部由電加熱產(chǎn)生，則需要消耗4.03萬(wàn)億度電。眾所周知，熱泵是最高效的供熱方式，全面推廣熱泵技術(shù)，可降低2.6萬(wàn)億度電，意義重大。目前，在采暖，生活熱水領(lǐng)域，熱泵技術(shù)已得到了廣泛的應(yīng)用，但在非流程工業(yè)中應(yīng)用還較少。

　　工業(yè)熱泵

　　工業(yè)熱泵是指中、高功率范圍內(nèi)的熱泵，可用于工業(yè)過(guò)程的熱回收和熱升級(jí)，也可用于工業(yè)、商業(yè)和住宅建筑中的供暖和空調(diào)，以及區(qū)域供暖。按照不同的熱源可以劃分為四個(gè)等級(jí)。

　　低溫工業(yè)熱泵：供熱溫度＜60℃

　　中溫工業(yè)熱泵：供熱溫度60~100℃

　　高溫工業(yè)熱泵：供熱溫度100~160℃

　　超高溫工業(yè)熱泵：供熱溫度＞160℃

　?。?60℃對(duì)應(yīng)0.7MPa標(biāo)準(zhǔn)蒸氣）

　　工業(yè)熱泵的價(jià)值在其通過(guò)低碳電力減少供暖碳排放的能力，以及降低平衡電力系統(tǒng)和用戶端消耗熱能的成本。

　　目前在食品、醫(yī)藥，紡織等非流程工業(yè)，存在近70億GJ 熱量需求，需求的溫度范圍在60~150℃，而鋼鐵、化工等流程工業(yè)，以及數(shù)據(jù)中心的工業(yè)余熱資源豐富，極其適合作為工業(yè)熱泵的熱源。特別是發(fā)電站、鋼鐵廠的廢熱水，為了避免廢熱直接排出造成對(duì)環(huán)境的污染，往往需要通過(guò)冷卻塔進(jìn)行冷卻，這一方面增加了處理成本，另一方面也浪費(fèi)了大量的余熱，如果能回收這些工業(yè)余熱來(lái)滿足非流程工業(yè)用熱需求，將有很好的社會(huì)價(jià)值和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

　　（非流程工業(yè)用熱需求60~150℃、70億GJ）

　　（流程工業(yè)、數(shù)據(jù)中心等工業(yè)余熱約140億GJ）

　　非流程工業(yè)脫碳解決方案

　　為了高效利用余熱滿足非流程工業(yè)用熱需求，格力提出了一種解決方案，即采用大容量高溫離心式熱泵，將低品位30~80°C的工業(yè)余熱提升到60~140°C，滿足高品位的熱量需求，其關(guān)鍵設(shè)備就是高溫?zé)岜谩?/p>

　　大容量高溫?zé)岜每梢愿咝Щ厥沼酂豳Y源，提升能源品位。

　　格力離心式熱泵布局

　　這些年，格力一直深耕高溫?zé)岜玫年P(guān)鍵技術(shù)，在2017年就成功研發(fā)了出水溫度60~80℃的工業(yè)余熱回收離心式熱泵，制熱量達(dá)10MW，相關(guān)產(chǎn)品已廣泛應(yīng)用在鞍鋼、大慶油田等50余個(gè)工程，總供熱面積超1000萬(wàn)平方米，節(jié)能降碳效果顯著。

　?。ǚ橇鞒坦I(yè)）離心式熱泵

　　格力離心式熱泵，已針對(duì)全社會(huì)的用熱需求完成產(chǎn)品布局，其中在非流程工業(yè)用熱領(lǐng)域，推出高溫離心式串聯(lián)熱泵，熱水范圍90~140℃，提供高溫?zé)崴?，或直接閃發(fā)微壓蒸汽，或作為中壓蒸汽的一級(jí)提熱。

　　工業(yè)大容量高溫離心式串聯(lián)熱泵

　　制冷劑：R1233zd(E)/R245fa

　　熱水范圍：90~140℃

　　最大溫升：100K

　　熱量范圍：3~10MW

　　適用于食品、醫(yī)藥、化工、印染等非流程工業(yè)

　　高溫?zé)崴拔赫羝脽幔蛑袎赫羝患?jí)提熱

　?。ńㄖ膳╇x心式熱泵

　　在建筑采暖領(lǐng)域，針對(duì)不同熱源熱匯系統(tǒng)，已完成全系列產(chǎn)品規(guī)劃，其中有工業(yè)余熱回收離心式熱泵，回收20~40℃余熱，提供60~80℃熱水；常規(guī)的水地源離心式熱泵，通過(guò)提取地下水、地埋管系統(tǒng)，污水源5~20℃的熱源，制取40~60℃熱水；針對(duì)缺少穩(wěn)定熱源的地區(qū)，也可通過(guò)熱源塔作為熱源，采用熱源塔離心式串聯(lián)熱泵提供40~60℃熱水，滿足建筑采暖及生活熱水的需求。

　　工業(yè)余熱回收離心式熱泵

　　制冷劑：R134a

　　熱水范圍：60~80℃

　　最大溫升：50K

　　熱量范圍：1~15MW

　　熱源：工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程20~40℃余熱回收和熱升級(jí)

　　水地源離心式熱泵

　　制冷劑：R134a

　　熱水范圍：40~60℃

　　最大溫升：45K

　　熱量范圍：1~10MW

　　熱源：5~20℃地下水、地埋管系統(tǒng)，污水源熱能提取

　　熱源塔離心式串聯(lián)熱泵

　　制冷劑：R134a

　　熱水范圍：40~50℃

　　最大溫升：65K

　　熱量范圍：3~6MW

　　熱源：-15~5℃空氣源能源塔系統(tǒng)，缺少穩(wěn)定熱源地區(qū)

　　工業(yè)大容量高溫離心式熱泵

　　格力最新推出的工業(yè)大容量高溫離心式熱泵，其具有高溫、高效、低碳、大容量、大溫升五大特點(diǎn)。

　　機(jī)組特點(diǎn)

　　高 溫

　　熱泵機(jī)組按照120℃出水設(shè)計(jì)，最高可達(dá)140℃，通過(guò)一次閃蒸生成0.1~0.2MPa微壓蒸汽，可直接應(yīng)用于釀酒、洗滌漂白、中藥提取等工藝流程；閃發(fā)的蒸汽也可以經(jīng)過(guò)水蒸汽壓縮機(jī)的二次加壓，進(jìn)一步得到0.6~0.8MPa的中壓蒸汽，可用于溫度要求更高的木材加工、化工精餾、高溫干燥等流程，全面滿足非流程工業(yè)用熱需求。

　　高 效

　　機(jī)組在熱源側(cè)60℃進(jìn)水，熱水出水120℃，60K溫升工況下，機(jī)組制熱COP達(dá)到3.93，熱力學(xué)完善度達(dá)到0.60。通過(guò)對(duì)比分析，一臺(tái)10MW熱泵機(jī)組，可產(chǎn)生13.3t/h蒸汽，相比直接購(gòu)買電廠蒸汽，高溫?zé)岜孟到y(tǒng)投資回收期＜3年，15年運(yùn)行凈收益4600萬(wàn)元，相比燃?xì)忮仩t，高溫?zé)岜孟到y(tǒng)投資投資回收期＜2年，15年運(yùn)行凈收益9400萬(wàn)元。

　　低 碳

　　優(yōu)選R1233zd(E)綠色工質(zhì)，GWP＜1，并且在不同溫升及冷凝溫度條件下，均具有優(yōu)越的循環(huán)性能，減少設(shè)備能耗，降低碳排放。經(jīng)計(jì)算，在當(dāng)前能源結(jié)構(gòu)下，單臺(tái)10MW高溫?zé)岜脵C(jī)組每年可實(shí)現(xiàn)減少CO2排放1.5萬(wàn)噸，降碳效果顯著。

　　關(guān)鍵技術(shù)

　　雙壓縮機(jī)串聯(lián) 四級(jí)壓縮

　　采用了雙壓縮機(jī)串聯(lián)、四級(jí)壓縮的高壓比大溫升平臺(tái)技術(shù)，極限壓比可達(dá)16，極限溫升達(dá)到100K，滿足高溫、大溫升工況使用需求。

　　高速電機(jī)直驅(qū)結(jié)構(gòu)

　　在壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上，應(yīng)用了高速電機(jī)直驅(qū)轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)方案，取消傳統(tǒng)離心壓縮機(jī)的增速齒輪機(jī)構(gòu)，機(jī)械損失平均降低70%，可同時(shí)避免齒輪嚙合的高頻噪音，設(shè)備噪聲同比降低8dB(A)。

　　10kV高壓直驅(qū)永磁變頻

　　采用了行業(yè)獨(dú)有的10kV高壓直驅(qū)永磁變頻的系統(tǒng)方案，設(shè)備啟動(dòng)電流小，對(duì)電網(wǎng)無(wú)沖擊，功率因數(shù)高于0.95，同時(shí)諧波畸變率＜5%，無(wú)需工程配置功率補(bǔ)償和諧波治理裝置，減少初投資。

　　格力離心式熱泵工程應(yīng)用

　　格力依托十三五高溫?zé)岜脟?guó)家課題，研制單機(jī)制熱量10MW，溫升30℃，出水60℃的熱泵。首次將串聯(lián)逆流、永磁直驅(qū)技術(shù)應(yīng)用至熱泵機(jī)組，COP達(dá)6.93，熱力學(xué)完善度達(dá)到0.63。采用了永磁同步變頻電機(jī)、高速電機(jī)直驅(qū)結(jié)構(gòu)等先進(jìn)技術(shù)，熱水范圍60~80℃，熱量范圍1~15MW，結(jié)合串聯(lián)逆流獨(dú)立雙系統(tǒng)的高效熱泵系統(tǒng)循環(huán)，進(jìn)一步提高機(jī)組運(yùn)行能效和增大單機(jī)容量。

　　產(chǎn)品已應(yīng)用至50余個(gè)集中供熱工程，總采暖面積超1000萬(wàn)平方米。

　　東北某鋼廠應(yīng)用工程

　　總裝機(jī)熱量18MW，回收30℃熱軋鋼循環(huán)冷卻水余熱，供熱溫度60℃，經(jīng)第三發(fā)檢測(cè)機(jī)構(gòu)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試COP達(dá)到6.67，年節(jié)省采暖費(fèi)用250萬(wàn)元。

　　新疆某縣集中供熱項(xiàng)目

　　采用4臺(tái)熱泵離心機(jī)，總裝機(jī)容量40MW，回收數(shù)據(jù)中心機(jī)房冷卻30℃余熱，穩(wěn)定制取70℃熱水，滿足當(dāng)?shù)鼐用穸竟┡枨蟆?/p>

　　銀川某光伏企業(yè)工廠

　　采用7臺(tái)熱泵離心機(jī)，總裝機(jī)容量69MW，回收單晶電池生產(chǎn)過(guò)程32℃廢水余熱，穩(wěn)定制取60℃熱水，滿足廠區(qū)供暖及宿舍區(qū)生活熱水的需求。

　　東北某油田示范工程

　　總裝機(jī)熱量14.4MW，回收33℃含油污水余熱，制取75℃熱水，最高溫度達(dá)80℃，替代原有鍋爐用于原油加熱和廠房采暖。

　　格力始終堅(jiān)持自主創(chuàng)新，自主掌握核心技術(shù)。工業(yè)大容量高溫離心式熱泵具有低碳、高溫、高效等優(yōu)勢(shì)，將為工業(yè)碳中和做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)！