某工厂空调热回收方案

某工厂空调热回收方案

摘要：在我国南方商业建筑中，宾馆、酒店、医院、健身馆等生活热水需求量大的服务行业，中央空调系统中的空调废热回收尚未得到充分利用。

本文通过介绍一个热回收机组在工厂中的应用方案，阐述热回收机组的节能减排分析和实际运用后的节能省支效果和经济价值。

一、导言

能源是人类生存和社会发展的重要物资基础，随着我国国民经济的持续快速发展，能源的需求量大幅度增加，导致了能源日益紧张。能源消费量的快速增长又使环境不断恶化，人们面临着严峻的节能与环保形势。

空调耗能约占国民经济总能耗的10%～15%，是建筑能耗的主要构成部分。随着商业建筑中宾馆、酒店、商场、医院、运动馆、休闲会所大量兴建、空调耗能还将不断增长。空调制冷设备的运行又导致废热排放量增加，使温室效应更加恶化，影响环境。空调节能减排将成为专业人员的一个重大课题。

而利用某工厂的空调机组废热对进入锅炉加热的水进行预加热，将是一个节能减排的好方法。

二、简介

约克涡旋式风冷热泵机组是在风冷制冷技术与热回收技术为基础上的节能环保型空调机组，该机组可在制冷状况下，热回收装置巧妙的将被浪费的热能集中回收来制取工业热水，其方法是制冷循环系统中制冷剂从压缩机排入冷凝器之前首先进入热回收装置，从中冷凝器制取工业热水，然后制冷剂再流入冷凝器内。在制冷机组运行时，工业热水锅炉可先获得预加热的热水，不仅节约了能源，而且减少废热的排放。同时减少热水锅炉的天然气使用量，减少了向大气排放的CO2气体，减少温室效应，利于环境保护。

其工作流程见图1，这样既回收了废热来产生工业热水，直接得到经济效益，又保护了大气环境免受热污染，一举两得。

图 1

三、优化论证

1、改造前锅炉能量计算。

（1）锅炉热水出水量300吨/天。锅炉储水量2100L。

（2）锅炉出水温度需要达到80℃，假设进水温度20℃。

加热1吨热水所需热量Q=水的比热x水量x相对温度差。

=4.187KJ/kg.℃×1000kg×(80-20) ℃/3600s=69.78kw。

（3）每日热水总耗热量为69.78kw/t*300t/天=20934kw/天。

（4）天然气热水锅炉能耗费用

天然气其能源热值为8500kcal/m3,效率80%，

1m3天然气燃烧产热量为：8500kcal/m3×80%÷860 kcal/kw=7.91kw/ m3

每日消耗天然气量：20934kw÷7.91 kw/ m3=2647m3

天然气价格4.0元/m3计算，热水锅炉每日运行能耗费用

=2647m3×4.0元/m3=10588元。

且锅炉是常年运行的。

锅炉热水每年需求量为=300/吨×365天=109500吨/年。

锅炉天然气每年需用量为=2647m3/天×365天=966155m3。

锅炉每年耗能费用=966155m3×4.0元/m3=3864620元/年。

2、设备参数。

采用约克涡旋式风冷热泵机组0655TE（高效型）

制冷量：656kw。输入功率：208kw。冷媒：R410a。能效比3.39

热回收量196.8kw（效率约30%）。设备日开机率10小时。

工程造价造价：80万元（设备造价）+5万元（热水改造）=85万元

3、改造后能量计算。

A、改造后锅炉能耗

（1）锅炉用水量为300吨/天。锅炉出水量2100L。

以20℃进水温度计算，预加热获得的热水温度为T。

则加热300吨热水所需热量即为196.8kw×10=1968kw。

Q=4.187KJ/kg.℃×300×1000kg×(T-20) ℃/3600s=1968kw

T≈26℃。

（2）锅炉日出水量300吨。预加热后的锅炉进水温度为26℃，出水温度80℃。

每日的热水耗能：

=4.187KJ/kg.℃×300000kg×(80-26) ℃/3600s=18841kw/天。

（3）天然气锅炉能耗费用

1m3天然气燃烧释放热量为：7.91kw/ m3。

每日消耗天然气量：18841kw÷7.91 kw/ m3=2382m3。

天然气价格4.0元/m3计算，热水锅炉每日运行能耗费用：

=2382m3×4.0元/m3=9528元/天。

且锅炉是常年运行的。

锅炉热水每年需求量为=300/吨×365天=109500吨/年。

锅炉天然气每年需用量为=2382m3/天×365天=869430m3。

锅炉每年耗能费用=869430m3×4.0元/m3=3477720元/年。

B、风冷热泵（含热水回收）的节约能耗。

（1） 风冷热泵机组正常开机热回收量：656kw×30%=196.8kw。

机组开机率按照一天开10小时计算，则热回收量为1968kw。

（2） 热回收系统为风冷热泵机组节约能耗为196.8kw。

（3） 风冷热泵机组的能效比为3.39，则每小时可节省机组能耗为

=196.8÷3.39≈58kw。

（4） 热回收系统每天能为空调机组节约电能为：

=58kw×10h=580kwh。

（5） 空调机组年开机率为4个月。电费按照0.65元/kwh。

则年节约的电费=580×4×30×0.65=45240元/年。

综上所述，改造后每年可节约费用=3864620-3477720+45240=432140元。

热水泵15KW(一用一备)年运行电费：

=15kw×10h×120天×0.65元/kwh=11700元。

每年节省费用约：

=432140-11700=420,440元。

系统投入使用后,投资成本回收期為：

=850000÷420440≈2年。

由此可见，利用冷凝废热代替燃烧锅炉热水机组对进水先进行预加热，其锅炉的能耗降低，费用减少，且减少对环境的危害。对于空调机组，则提高机组制冷效率，降低能耗。

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