余熱回收介紹目錄122334156余熱回收基本概念余熱回收相關技術及產品簡介熱管技術介紹熱泵技術介紹余熱回收應用案例余熱回收成功案例什么是余熱？—1—A

以環境溫度為基準，被考察體系排出的熱載體可釋放的熱稱為余（GB1028-2000）。B

生產過程中由各種熱能轉換設備、用能設備、化學反應設備及生產工藝中產生而未被利用的熱能。C

余熱資源是指在目前條件下有可能回收和重復利用而尚未回收利用的那部分能量。固態

固態載體余熱：包括固態產品和固態中間產品的余熱資源、排渣的余熱資源及可燃性固態廢料。液態

液態載體余熱：包括液態產品和液態中間產品的余熱資源、冷凝水和冷卻水的余熱資源、可燃性廢液。氣態

氣態載體余熱：包括煙氣的余熱資源、放散蒸汽的余熱資源及可燃性廢氣。余熱分類（按形態）—2—

余熱分類（按溫度）高溫余熱中溫余熱低溫余熱溫度高于500℃

溫度200～500℃

溫度低于200℃的煙氣及低于100℃

的液體屬于低溫余熱資源。—3—相關的技術及產品

熱管技術

熱泵技術

蓄熱器

余熱鍋爐余熱回收利用技術及產品簡介相變換熱器板式換熱器—4—

余熱回收的兩項關鍵技術熱管熱泵

熱管～封閉的管殼中充以工作介質并利用介質的相變吸熱和放熱進行熱交換的高效換熱元件。由熱管組成的換熱器具有體積小、重量輕、傳熱功率大、流阻低等優點，在余熱回收利用中得到越來越廣泛的應用。

熱泵～技術是近年來在全世界倍受關注的新能源技術，其能量轉換過程是利用壓縮機的作用，通過消耗一定的輔助能量（如電能），在壓縮機和換熱系統內循環的制冷劑的共同作用下，由環境熱源（如水、空氣）中吸取較低溫熱能，然后轉換為較高溫熱能釋放至循環介質（如水、空氣）中成為高溫熱源輸出。—5—8

熱管的工作過程

在這一熱量轉移的過程中，具體包含了以下六個相互關聯的過程：（1）熱量從熱源通過熱管管壁和充滿工作液的吸液芯傳遞到液-氣分界面；（2）液體在蒸發段的液-氣分界面上蒸發；（3）蒸汽腔內的蒸汽從蒸發段流向冷凝段；（4）蒸汽在冷凝段內的液-氣分界面上凝結；（5）熱量從液-氣分界面通過吸液芯、液體和管壁傳給冷源；（6）在吸液芯內由于毛細作用（或重力等）是冷凝后的工作液回流到蒸發段。當熱管的一端受熱時毛細芯中的液體蒸發汽化，蒸汽在微小的壓差下流向另一端放出熱量凝結成液體，液體在沿多孔材料靠毛細力的作用流回蒸發段。如此循環往復，熱量便從一端傳到了另一端。—6—

很高的導熱性：熱管內部主要靠工作液體的氣、液相變傳熱、熱阻很小，具有很高的導熱性。

優良的等溫性：熱管內腔的蒸汽是處于飽和狀態的，飽和蒸汽的壓力決定于飽和溫度，飽和蒸汽從蒸發階段流向冷凝階段所產生的壓降很小，溫降很很小，因而熱管具有優良的等溫性。

熱流密度可變性：熱管可以獨立改變蒸發段或冷卻段的加熱面積，即以較小的加熱面積輸入熱量，而以較大的冷卻面積輸出熱量，或者熱管可以較大的傳熱面積輸入熱量，而以較小的冷卻面積輸出熱量，這樣即可以改變熱流密度，解決一些其他方法難以解決的傳熱難題。

熱流方向的可逆性：一根水平放置的有芯熱管，由于內部循環動力是毛細力，因此任意一端受熱就可作為蒸發段，而另一端向外散熱就成為冷凝段。

熱二極管與熱開關性能：熱管可做成熱二極管或熱開關，所謂熱二極管就是只允許熱流向一個方向流動，而不允許向相反的方向流動；熱開關則是當熱源溫度高于某一溫度時，熱管開始工作，當熱源溫度低于這一溫度時，熱管就不傳熱。

恒溫特性：普通熱管的各部分熱阻基本上不隨加熱量的變化而變，因此當加熱量變化時，熱管各部分溫度亦隨之變化。但人們發展了另一種熱管——可變導熱管，使得冷凝段的熱阻隨加熱量的增加而降低、隨加熱量的減少而增加，這樣可使熱管在加熱量大幅變化的情況下，蒸汽溫度變化極小，實現溫度的控制，這就是熱管的等溫特性。熱管的特點—7—

熱管換熱設備較常規設備更安全、可靠，可長期連續運行這一特點對連續性生產的工程，如化工、冶金、動力等部門具有特別重要的意義。常規換熱設備一般都是間壁換熱，冷熱流體分別在器壁的兩側流過，如管壁或器壁有泄漏，則將造成停產損失。由熱管組成的換熱設備，則是二次間壁換熱，即熱流要通過熱管的蒸發段管壁和冷凝段管壁才能傳到冷流體，而熱管一般不可能在蒸發段和冷凝段同時破壞，所以大大增強了設備運行的可靠性。

熱管管壁的溫度可調性熱管管壁的溫度可以調節，在低溫余熱回收或熱交換中是相當重要的，因為可以通過適當的熱流變換把熱管管壁溫度調整在低溫流體的露點以上，從而可防止露點腐蝕，保證設備的長期運行。這在電站鍋爐尾部的空氣預熱方面應用得特別成功，設置在鍋爐尾部的熱管空氣預熱器，由于能調整管壁溫度不僅能防止煙氣結露，而且也避免了煙灰在管壁上的粘結，保證鍋爐長期運行，并提高了鍋爐效率。

冷、熱段結構和位置布置靈活由熱管組成的換熱設備的受熱部分和放熱部分結構設計和位置布置非常靈活，可適應于各種復雜的場合。由于結構緊湊占地空間小，因此特別適合于工程改造及地面空間狹小和設備擁擠的場合，且維修工作量。

熱管換熱設備效率高，節能效果顯著。熱管的優點—8—

熱管換熱器屬于熱流體與冷流體互不接觸的表面式換熱器。典型的熱管換熱器如下圖所示。熱管換熱器的最大特點是：結構簡單，換熱效率高，在傳遞相同熱量的條件下，熱管換熱器的金屬耗量少于其他類型的換熱器；換熱流體通過換熱器時的壓力損失比其他換熱器小，因而動力消耗也小。由于冷、熱流體是通過熱管換熱器不同部位換熱的，而熱管元件相互又是獨立的，因此即使有某根熱管失效、穿孔也不會對冷、熱流體間的隔離與換熱有多少影響。此外，熱管換熱器可以方便地調整冷熱側換熱面積比，從而可有效地避免有腐蝕性氣體的露點腐蝕。正是熱管換熱器的這些特點正越來越受到人們的重視，其用途亦日趨廣泛。熱管換熱器—9—空調余熱回收化肥廠余熱回收窯爐余熱回收窯爐余熱發電加熱爐余熱回收燒結爐余熱回收熱管換熱器

在各行各業余熱回收項目中的廣泛應用—10—熱泵的定義

熱泵是一種利用高位能使熱量從低位熱源流向高位熱源的裝置。

熱泵在工作時，它本身消耗一部分能量，把環境介質中貯存的能量加以挖掘，通過傳熱工質循環系統提高溫度進行利用，而整個熱泵裝置所消耗的功僅為輸出功中的一小部分，因此，采用熱泵技術可以節約大量高品位能源。

—11—熱泵的分類水源熱泵

以空氣作為“源體”，空氣能熱泵，通過冷媒作用，進行能量轉移。

地源熱泵是以大地為熱源對建筑進行空調的技術，冬季通過熱泵將大地中的低位熱能提高對建筑供暖；夏季通過熱泵將建筑物內的熱量轉移到地下對建筑進行降溫。空氣能熱泵

以地下水作為冷熱“源體”，在冬季利用熱泵吸收其熱量向建筑物供暖，在夏季熱泵將吸收到的熱量向其排放、實現對建筑物供冷。地源熱泵

為了彌補單一熱源熱泵存在的局限性和充分利用低位能量，運用了各種復合熱泵。空氣-水熱泵機組、水-空氣熱泵機組、土壤-水源熱泵系統等。

復合熱泵—12—熱泵機組熱泵顯著的節能效果

充分利用可重復使用的免費熱能資源，而其消耗的電能僅占機組產生熱量的1/4左右。

熱泵的效率可以通過機組制熱量與其所消耗能量之間的比值COP值來確定。

地源熱泵的COP值在3至4之間，即輸入1kW的電能，機組就可以產生3至4kW的熱量。—13—維護費用低：地源熱泵系統運動部件要比常規系統少，因而減少維護，系統安裝在室內，不暴露在風雨中，也可免遭損壞，更加可靠，延長壽命。

一機兩用：熱泵能滿足建筑空調冬季供熱和夏季供冷。環保：削減燃煤鍋爐，減少CO2排放。節能：效率高，運行費用低可持續發展：利用的低溫熱能屬于可再生的能源。均衡用電負荷：冬夏兩季使用，有利于電網削峰填谷。熱泵工作原理示意圖使用壽命長：地源熱泵的地下埋管選用聚乙烯和聚丙烯塑料管，壽命可達50年。要比普通空調高35年使用壽命。熱泵特點及工作原理—14—熱管技術在定型機余熱回收應用

定型機是紡織印染后整理的關鍵設備，熱定型機是利用熱空氣對紡織物進行干燥和整理并使之定型的裝置。定型機烘箱工作溫度在200°C左右,廢氣總排量約為：15000~23000m3/每小時,排出廢氣溫度為170°C左右，使用熱管式定型機余熱回收裝置后，補入的熱風溫度約為120℃，補風量約5000-8000m3/小時,通過余熱回收的熱量約為181,524大卡/每小時，按照每公斤煤含5000大卡熱量計算，年節約煤215噸，按照每噸煤600元計算，直接產生節能效益129,000元，該技術改造能為企業帶來豐厚的回報。定型機余熱原理回收示意圖定型機余熱原理回收現場—15—熱泵技術在印染余熱回收應用印染廠在其生產工藝過程中要消耗大量的熱能、電能，尤以熱能的用量最大，由于染整工藝需將大量的工業用水，加熱到90~130℃，用于洗滌、漂白、染色等工序的熱能消耗約占整個工藝過程中熱能用量的80%，還有20%用于烘干及熱定型工序。經過印染工藝后排出的廢水溫度達80℃以上。如果能把這部分熱能加以回收，將帶來可觀的經濟效益。只需用幾個簡單數據就可說明。假如一印染廠日排出溫度為80℃廢水100噸，若進行熱能回收，將其處理到40℃以下，一天至少可以“回收”相當于一臺2噸的鍋爐。

—16—熱泵技術在印染余熱回收應用

生產時廢水循環泵把處理過的余熱廢水送到初級防腐熱回收換熱器，把部分熱量傳給低溫冷水，使冷水溫度升高到25℃左右，余熱廢水溫度下降到3O℃左右之后到蒸發器中繼續釋放熱量，出水溫度降到15℃左右排放掉，釋放的熱量被制冷劑吸收，制冷劑通過壓縮機做功。在冷凝器中把熱量再傳給已經升溫后的冷水。

冷水被加熱到60℃左右后即可生產使用。因為印染過程中使用的水量比較大，在經過各種處理之后排出的廢水溫度一年四季基本相同或相差不大，所以該種熱回收系統運行比較穩定，回收效率也比較高，整個系統的熱回收能效比達6以上。水源熱泵印染余熱回收流程圖—17—玻璃窯爐余熱回收

對窯爐余熱回收的途徑主要有余熱發電、余熱鍋爐和余熱預熱玻璃配合料等幾種途經。本案例將高溫窯爐煙氣余熱充分利用，采用復合相變換熱技術，由余熱鍋爐產出蒸氣，用于生產和生活。不僅大大提高全廠的能源利用率，降低了單位玻璃生產成本的能耗，還減少了大氣污染物的排放，減少溫室效應。安徽鳳陽金星實業公司是專業生產保溫瓶企業，擁有2套42M2玻璃窯爐，燃燒煤氣融化玻璃溶液，在生產過程中有大量余熱產生。經測算窯爐占全廠總能耗的80～85％左右，即使國內比較先進的燃油玻璃窯爐經熱測試的結論：全窯熱效率也僅有38.％左右。在沒有改造之前，產生的廢熱通過煙囪直接排出，不僅對環境造成污染，也造成了極大的能源浪費。—18—酒店鍋爐余熱回收上海皇廷大酒店是一家五星級賓館，擁有7臺1噸天然氣爐。鍋爐的熱效率約為60～70%