科技成果-烟气源热泵供热节能技术

1、科技成果一一烟气源热泵供热节能技术适用范围建筑行业能源动力系统节能减排技术，适用于燃气锅炉（直燃机） 供热及热水的医院、学校、宾馆、饭店、写字楼、游泳池以及工业生 产的食品加工、饮料生产、金属表面处理、汽车涂装生产线等高耗能 行业行业现状目前现状燃气锅炉（直燃机）烟气排放温度较高，天然气的热能 有15%以上热能从烟筒排放，造成能源的浪费和环境的污染，其释放 的水汽加剧了北京地区雾霾的形成。成果简介1、技术原理采用三级降温两级换热的热能梯级利用方式，利用汽水换热器和 烟气源热泵将烟气中的热能（显热和潜热）全部回收利用。2、关键技术（1）烟气源热泵技术，利用气源热泵吸收低品位热能的特点，将气源热泵

2、引入烟气余热回收领域，将烟气中的低品位热能回收利用， 创造了气源热泵的新品种；（2）混合降温技术，利用低温烟气做热能的载体进行换热，使 气源热泵获得高效而稳定的运行条件；（3）采用整体镀膜技术解决热泵蒸发器在烟气酸性冷凝水中的 设备腐蚀问题。3、工艺流程采用三级降温两级换热的工艺流程，将燃气锅炉烟气中的热能梯 级回收利用，特别是利用气源热泵吸收低品位热能特点，将30C以 下的烟气中的潜热回收，使低品位的热能提升至可用的高品位热能来 供暖或供应热水，实现了烟气中的热能全热（显热和潜热）回收，有 效地解决了空气源热泵冬季运行低效和结霜的难题。烟气源热泵系统工艺流程图第一级降温、换热是将120C的烟

3、气通过气-水换热器降至60C， 水温提升6-7C ；第二级降温是通过混合降温器将烟气从60C降到 30C ；第三级降温、换热是通过烟气源热泵将烟气降到155C后排 放，水温提升6-7C。三级降温烟道串联连接，二级换热的热水管道 由串联和并联组成多种运行工况。在烟气降温过程中，大部分水蒸气 凝结成水，吸收烟气中的部分氮氧化物，实现了节能减排。主要技术指标1、可将燃气锅炉的排烟温度从120C降到155C,天然气的热能（显热和潜热）全利用。可回收利用锅炉负荷的10%以上的热能。2、在设计工况（烟气温度120C ）时，消耗1kWh电（860kcal, 电费0.89元），可回收相当于7.9kWh电（67

4、94kcal,电费2.544元） 的热能，可以节约0.79m3天然气（价值2.544元）。3、设计工况（烟气温度120C ）时，烟气源热泵系统加热的电 费成本为41.52元，比燃气锅炉加热的成本（每吉焦105.84元）降低 60%。4、系统综合能效比：（1）烟气温度150C以上，系统能效比为8以上；（2）烟气温度120C以上，系统能效比为7以上；（3）烟气温度100C以上，系统能效比6以上；（4）烟气温度80C以上，系统能效比为5以上5、单纯采暖锅炉的烟气余热回收，其节约的天然气费用可在 3.5-4年内收回投资。既有采暖又有生活热水的锅炉余热回收，节约 的燃气费可在2年内收回投资。技术水平1、

5、技术鉴定及获奖情况2008年12月，申请发明专利，2012年4月获得专利权；2011 年3月，经北京节能环保中心检测报告，系统能效比为6.53； 2011 年3月通过，北京机械工程学会组织专家鉴定，结论为：该技术实现 了多种节能技术的综合运用，集成系统达到了国内领先水平；2012 年3月，北京市节能技术检测中心检测，系统能效比7.91； 2012年 和2014年两次列入北京市发改委颁布的北京市节能低碳技术产品 推荐目录；2014年6月，列入北京市科委的北京地区大气污染防 治技术和产品目录；2015年10月，列入国管局公共机构节能节 水技术产品参考目录目录（2015）2、目前技术应用现状及产业化

6、发展情况2011年以来，先后在北京交通大学、国家住建部、国家安监总 局、煤矿文工团、中国国际货运航空公司、浙江义务仙华温泉度假村 建成烟气余热回收项目，取得较好的节能减排效果。2015年，正在设计、招标的项目：北京公安大学团河校区、国 家工信部、国家自然基金委员会、中医药大学、国管局东坝中心锅炉 房节能改造项目。目前本技术的产品已形成产业链，一级换热器和混合降温器由北 京市京建盛业环保科技发展公司生产，烟气源热泵由广东芬尼克兹节 能设备公司生产，以上均具备一定生产规模。典型案例典型案例1应用单位：北京交通大学项目名称：北京交通大学东校区锅炉房节能改造示范工程建设规模：2000m2建筑供热和学生

7、浴室每天50t热水。主要技改 内容：安装一套烟气源热泵余热回收系统，本系统包括一台不锈钢板 式换热器、一台混合降温器、一组（四台）输入功率44kW的烟气源 热泵。烟气温度为120C时，输出功率为350kW，与改造前相比相当 于增加了 0.55t/h锅炉的供热量。项目总投资额45万元，建设期3个月。改造后可形成年节能量90tce, CO2减排量214t。节约燃气费15.96 万元，投资回收期为2.8年。典型案例2应用单位：国家安监总局项目名称：国家安监总局机关采暖锅炉房烟气源热泵节能改造工 程建设规模：三台4-6t热水锅炉，供热面积8.6万m2,排烟温度 为80-110C。主要技改内容：安装一套烟气源热泵余热回收系统，水 路接入供热系统的二次循环，给办公楼供热。经过2014年采暖季节 的运行，节能效果显著，有效运行75天，比2013年同期节约天然气 5.9万m3,折合标准煤约71.6tce，减排189tCO2。节约燃气费14.5375 万元，投资回收期为3.65年。市场前景这项技术的研发成功，是燃气锅炉烟气余热回收技术的一个重大 突破，既实现了天然气烟气余热的全部利用，节约10%以上的