河北某工业园工艺水余热回收集中供暖供冷
石家庄安能科技有限公司 张云改
麦克维尔空调有限公司 任梦文
摘要：化工厂内16—19℃工艺循环水，需专门启动冷却塔进行降温以满足生产需要。本项目利用化工厂低温工艺水做为水源热泵的热源水，经热泵主机吸热降温后再输送回工艺车间。而热泵冷凝器侧制出50℃的热水满足工业园区采暖需求。这样既满足了工厂工艺冷却，也解决了建筑项目采暖需求，同时减少了化工厂余热排放及水资源浪费。
摘要：Chemical processes within the 16-19 ℃ recycled water is required to start the cooling tower cooling specifically to meet production needs. The project uses low-temperature chemical process heat the water as water source heat pump water through the cooling heat pump absorbs heat and then transfer back to the host craft workshops. The heat pump condenser side of the system out of 50 ℃hot water heating to meet the needs of industrial parks. In this way, the plant processes to meet the cooling, but also solved the heating needs of construction projects, while reducing chemical waste heat emissions and water waste.
1、工程概况：
河北某工业园区，整体建筑面积约24万平米。冬季均需要采暖，部分办公及宿舍楼夏季需要制冷。工业园西北方向为一化工厂，全年有工艺循环水，冬季工艺水量约7000吨/小时，水温16—19℃，属于低温热源，没有别的用途，需要专设冷却塔降温才能满足工艺生产需要。本工程结合热泵机组，回收工艺水中的余热，满足工业园区冬季采暖；夏季制冷设有冷却塔。
2、设计依据
2.1、《采暖通风与空气调节设计规范》 GB50019-2003
《公共建筑节能设计标准》 GB50189-2005
2.2、甲方提供的数据资料
2.3、暖通、空调行业其它相关规范、技术标准
3、工程范围
工程分为五个部分：化工厂内工艺水系统改造、热源水管网、机房系统、热水管网、入户装置。
4、系统设计
4.1化工厂内工艺水系统改造
在厂内原有工艺循环水上塔阀门基础上加了电动调节阀及附属阀门，原有系统上塔阀门关闭，根据去换热间的工艺循环水的温差控制电动调节阀的开度，以保障工业企业正常稳定生产，保障热泵站主机最大效率运行。
4.2机房系统设计
4.2.1单位面积热负荷指标为56W/m2，整体工程热负荷为13440kW。
机房整体设三台大离心机组，一台小螺杆机。工业园区已竣工面积约6万平米，好多工程处于在建，09年机房设备主机只安装两台，一台离心一台螺杆，其它设备也只是部分安装。机房整体建设，预留其它设备的安装位置。
参数如下
小螺杆机WPS450.2A 制热量：1872.8kW,制热功率：348.9kW
制冷量：1586.7kW,制冷功率：264.4kW
离心热泵机TSC113-3528 制热量：3528kW, 制热功率：681.8kW
制冷量：3000kW, 制冷功率：542.8kW
其它两台大离心机组冷热负荷可以根据项目后续建筑的情况有所增减。
设有末端循环泵及热源侧循环泵四台，与机组均一一对应。
4.2.2机房设有板式换热器，因厂内工艺水氯含量较高，为保证机组运行的长期稳定性，机组与工艺水间加板式换热器，通过间接换热方式吸取工艺水中热量。
4.2.3工艺流程图如下：
4.3入户装置
4.3.1入户侧设二次加压泵，以降低机房中一次循环泵的能耗。
4.3.2入户侧设流量计，采用流量计费。因工业园区内有些企业不是全天需要供暖、供冷，采用流量计费，最大限度的降低企业的费用。
4.4入户装置
热源水外网及热水外网采用直埋敷设，聚氨酯发泡保温。热源水供回水温度为19—12℃,回水管道不做保温。
5、投资估算
5.1、科技工业园24万平米集中供热、供冷工程初投资约2800万元。
5.2、科技工业园一期6万平米集中供热、供冷工程初投资约2000万元（机房建筑及外管网均按整体工程考虑）。
6、整体工程节能减排分析
节能方面：与集中供热相比，节约标煤7410吨/采暖季。
减排方面：采用水源热泵系统采暖不需要燃烧过程，避免了排放任何烟尘及有害物质，每年直接产生的节能减排数据见下表：
|
燃煤(t) |
减少粉尘(t) |
减少氮氧化物(t) |
减少CO2(t) |
减少SO2(t) |
|
7410 |
11.9 |
54.8 |
19414.2 |
63.0 |
节水量：工厂一个采暖季节水量为66528吨。
减排废热：一个采暖季减排废热30965MW。
7、运行费用分析
整体工程冬季总功率为5053kW，整体能效比为3.8；夏季总功率为4250，能效比为3.9,运行费用计算如下：
冬季：1kW÷0.0036÷3.8×0.55元/度=40元/吉焦
夏季：1kW÷0.0036÷3.9×0.55元/度=39元/吉焦
即冬季运行费用约40元/吉焦，夏季运行费用约39元/吉焦。
8、结论
通过以上分析可以得到以下结论：?
- 应用热泵回收化工厂余热，较好实现能源的梯级利用，提高一次能源利用率，具有明显的节能效果。
- 降低向环境排放废热。
- 节约水资源。
