【適用環(huán)境要求】

• 適用行業(yè)領(lǐng)域

廣泛應(yīng)用于需要高溫蒸汽的行業(yè)，如釀造、輕紡、建材、木材、化工、冶金、交通、制藥、造紙、食品等。

• 應(yīng)用環(huán)境要求

空氣源熱泵蒸汽鍋爐系統(tǒng)可以將環(huán)境空氣中的低品位熱源提升至所需蒸汽溫度，最高提升溫差可達(dá)170℃，實(shí)現(xiàn)最高160℃的飽和蒸汽供應(yīng)，最低在-20℃的低溫環(huán)境中持續(xù)供應(yīng)高溫高壓蒸汽。機(jī)組在冬季的環(huán)境溫度低的區(qū)域運(yùn)行時，室外側(cè)換熱器容易結(jié)霜，對性能影響較大，從運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性和穩(wěn)定性等各方面綜合考慮，建議在黃河以南區(qū)域進(jìn)行推廣應(yīng)用。

【技術(shù)產(chǎn)品簡介】

• 基本運(yùn)行原理

空氣源高溫?zé)岜脧目諝庵刑崛】諝饽軐⑺訜岬?0℃以上，送入閃蒸罐后通過降壓閃蒸變?yōu)轱柡驼羝惋柡退臍庖簝上嗷旌衔?，在相對較低的溫度和壓力下被分離成飽和蒸汽和飽和水，飽和水回到空氣源高溫?zé)岜玫睦淠髦欣^續(xù)被加熱，飽和蒸汽則通過水蒸氣壓縮機(jī)被壓縮后升壓升溫成為高溫高壓狀態(tài)，最終實(shí)現(xiàn)供應(yīng)給用戶使用。技術(shù)的能量來源主要是環(huán)境熱源中的空氣能和少部分電能。

• 工藝流程圖表           

• 核心優(yōu)勢亮點(diǎn)

空氣源高溫?zé)岜谜羝仩t系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)主要體現(xiàn)在四個方面：

利用空氣熱源實(shí)現(xiàn)高溫供熱：在環(huán)境溫度下利用空氣熱源實(shí)現(xiàn)80℃以上的高溫?zé)崴?，最高要?shí)現(xiàn)超過100℃的溫升；

負(fù)壓蒸汽的發(fā)生技術(shù)：在負(fù)壓條件下實(shí)現(xiàn)水蒸氣足量充分的閃蒸，供應(yīng)充足的低壓水蒸氣；

大流量負(fù)壓壓縮技術(shù)：利用雙螺桿水蒸氣壓縮機(jī)，實(shí)現(xiàn)強(qiáng)制性吸氣壓縮，同時滿足負(fù)壓吸氣和大流量的需求；

多級噴液冷卻無油壓縮：通過多級噴液冷卻來降低排氣過熱度，實(shí)現(xiàn)最終排氣溫度在排氣壓力的飽和溫度下，通過無油壓縮來保證蒸汽的純凈性。

• 相關(guān)參數(shù)描述

空氣源熱泵蒸汽鍋爐系統(tǒng)設(shè)計(jì)工況：環(huán)境溫度20℃、供應(yīng)蒸汽溫度120℃，系統(tǒng)能效達(dá)到1.8；系統(tǒng)供應(yīng)蒸汽溫度最高可達(dá)160℃。

【經(jīng)濟(jì)效益分析】

• 投資回收周期

以宏濟(jì)堂酒坊蒸汽鍋爐樣板工程項(xiàng)目為例，項(xiàng)目投資額111.6萬元，酒莊熱泵蒸汽系統(tǒng)經(jīng)過實(shí)際運(yùn)行，滿足使用，有明顯節(jié)能效果。用戶出具了《使用節(jié)能報(bào)告》及山東省質(zhì)檢院出具了《檢驗(yàn)報(bào)告》：在環(huán)境溫度20℃時系統(tǒng)COP可達(dá)1.85，節(jié)能46%。作為世界首臺套空氣源熱泵蒸汽供應(yīng)系統(tǒng)，開創(chuàng)了一種節(jié)能環(huán)保的新型蒸汽供應(yīng)方式。系統(tǒng)每小時節(jié)約90kWh電，按照每天運(yùn)行24小時，每年運(yùn)行360天計(jì)算，每年節(jié)約用電777600kWh，電價按照0.6元/kWh算，每年可以節(jié)約46.7萬元的使用費(fèi)用，2.4年可以回收投資成本。

• 應(yīng)用效益情況

空氣源熱泵蒸汽鍋爐可在5-35℃的空氣源條件下直供120℃的工業(yè)用蒸汽，對應(yīng)的能效可達(dá)150-210%。從環(huán)保角度，燃?xì)忮仩t每生產(chǎn)1噸蒸汽，需排放163.8kg的二氧化碳，生物質(zhì)鍋爐將排放197.2kg的二氧化碳，而燃煤鍋爐更是要排放超過330kg的二氧化碳。由于用戶側(cè)不需承擔(dān)發(fā)電側(cè)的排放指標(biāo)(這一部分往往涵蓋進(jìn)入了電價，且分布式用電，集中發(fā)電處理污染物)，空氣源熱泵蒸汽鍋爐和電熱鍋爐是二氧化碳排放最少的。熱泵蒸汽系統(tǒng)經(jīng)過實(shí)際運(yùn)行，滿足使用，有明顯節(jié)能效果，在環(huán)境溫度20℃時系統(tǒng)COP可達(dá)1.85，節(jié)能46%。

【潛力前景分析】

• 市場應(yīng)用潛力

在空氣源熱泵行業(yè)，出水溫度60℃以下的屬于普通熱泵領(lǐng)域，技術(shù)已經(jīng)非常成熟。出水溫度在60-90℃，為復(fù)疊熱泵技術(shù)，目前行業(yè)里約5%的企業(yè)擁有此技術(shù)。出水溫度在90-120℃的高溫?zé)岜媚壳靶袠I(yè)內(nèi)能符合的少于10家。而目前行業(yè)里采用空氣源熱泵技術(shù)來提供120-180℃蒸汽的企業(yè)更是少之又少。

空氣源高溫?zé)岜谜羝仩t系統(tǒng)作為一種全新的蒸汽供應(yīng)技術(shù)，采用空氣熱源，實(shí)現(xiàn)高溫蒸汽發(fā)生系統(tǒng)，不僅具有新穎性，還能夠有效降低二氧化碳排放，減少能源消耗，具有社會和經(jīng)濟(jì)效益。在國家雙碳政策下，空氣源熱泵蒸汽系統(tǒng)憑借可再生，低成本及安全高能效等優(yōu)勢特點(diǎn)為更多的工業(yè)用戶解決高溫?zé)崴罢羝枨螅袌鐾茝V后應(yīng)用前景非常廣闊。

• 推廣應(yīng)用現(xiàn)狀

空氣源熱泵作為清潔能源熱泵，尤其是80℃以上出水，可以廣泛應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域，公司核心產(chǎn)品空氣源熱泵蒸汽鍋爐正處于市場推廣期，目前已在運(yùn)行的應(yīng)用案例有2個：宏濟(jì)堂酒坊空氣源高溫?zé)岜谜羝到y(tǒng)和中藥飲片工廠空氣源熱泵蒸汽鍋爐系統(tǒng)。

【典型案例介紹】

宏濟(jì)堂酒坊蒸汽鍋爐樣板工程項(xiàng)目建設(shè)于山東省濟(jì)南市歷城區(qū)宏濟(jì)堂旅游園區(qū)，用于宏濟(jì)堂酒坊釀酒使用，建設(shè)初期共有一座釀酒蒸鍋，使用72kW蒸汽電鍋爐進(jìn)行供氣，因銷售規(guī)模擴(kuò)大，增加兩座釀酒蒸鍋，蒸汽需求量達(dá)到210kW，原有電鍋爐無法滿足需求，項(xiàng)目位于城市郊區(qū)，無市政管道蒸汽供應(yīng)，且天然氣管道未接入，無法使用傳統(tǒng)的蒸汽供應(yīng)方式，且現(xiàn)場電力變壓器容量僅有200kW，無法使用216kW的電鍋爐，在最小改造量的情況下，特使用空氣源熱泵蒸汽系統(tǒng)，變壓器容量僅需150kW。本項(xiàng)目共建設(shè)了一套蒸汽溫度為120℃，出氣量0.3t/h的空氣源熱泵蒸汽系統(tǒng)。項(xiàng)目與原系統(tǒng)相比每小時節(jié)約90kWh電，按照每天運(yùn)行24小時，每年運(yùn)行360天計(jì)算，每年節(jié)約用電777600kWh，每年節(jié)約311040kg標(biāo)準(zhǔn)煤。2020年冬季，整體COP達(dá)到1.42，氣溫均在10℃以下，節(jié)電30%，系統(tǒng)運(yùn)行期間平均COP達(dá)到1.7。

【信息提供單位】

• 單位名稱

上海諾通新能源科技有限公司

• 單位名稱

上海諾通新能源科技有限公司（以下簡稱諾通科技）成立于2021年5月，是國內(nèi)著名企業(yè)山東力諾瑞特新能源有限公司和國際知名大學(xué)上海交通大學(xué)科技合作的產(chǎn)業(yè)化成果，也是一家致力于提供先進(jìn)新能源低碳技術(shù)的社會服務(wù)平臺。企業(yè)位于上海市閔行區(qū)劍川路600號第1幢。 

諾通科技依托上海交通大學(xué)雄厚的科研實(shí)力，積極研發(fā)各類先進(jìn)的新能源低碳技術(shù)，堅(jiān)持獨(dú)立自主，創(chuàng)新發(fā)展。公司科研人員占全體工作人員的50%以上，核心研究團(tuán)隊(duì)由首席科學(xué)家和博士后、博士、碩士構(gòu)成，并積極吸納海內(nèi)外著名高校的本科生、研究生前來實(shí)踐實(shí)習(xí)，為今后的科研人員培養(yǎng)新鮮血液。

公司以熱泵、太陽能等可再生能源為基礎(chǔ)，集研發(fā)、組裝、服務(wù)于一體，致力于90℃以上的高溫?zé)崮苎邪l(fā)，可以為廣大客戶提供低碳、綠色的分布式工業(yè)蒸汽設(shè)備和綜合能源系統(tǒng)解決方案，滿足各類工商業(yè)客戶的用能需求。

附件：空氣源熱泵蒸汽鍋爐新技術(shù).pdf