產品與技術中心
打破傳統認知
恒信廢熱梯級利用技術,打破了“低品位熱源無梯級利用價值”的業界共識,拓寬了“溫度對口,梯級利用”應用范圍。
廢熱梯級利用技術體系
恒信建立了廢熱梯級利用技術體系,包括廢熱梯級利用水源熱泵、1:1控制技術、自動清洗技術、水源與地源體化技術等。
編制國家標準圖集、技術規程
恒信編制了國家標準圖集、CECS技術規程、建筑設計圖集,在配套的各類規范性文件中,明確廢熱梯級利用水源熱泵熱水系統在房屋建筑中的設計原則、技術要求、驗收標準,為廢熱梯級利用技術與房屋建筑一體化設計提供了設計依據。
三大優勢
在制熱水成本、集中供熱水的系統能源成本、應用場景三個方面,廢熱梯級利用技術均有顯著優勢。
打破傳統認知
打破了“低品位熱源無梯級利用價值”的業界共識。
“溫度對口,梯級利用”的熱工學理論已在高溫熱源中廣泛應用,為我國熱工學領域科技人員普遍認可,但對于溫度只有三十多度的低品位的洗浴廢水,被業界認為無梯級利用價值。
公司自研的廢熱梯級利用技術,在三個溫度層次上,采用相應技術,對洗浴廢熱逐級回收,廢水排放溫度低至3℃,不僅將洗浴廢水中余熱全額回收,而且將清水進口溫度與3℃之間的廢熱超額回收,洗浴廢熱利用率高達90%。在清水溫度12℃以上情況下,實現等量洗浴廢水的廢熱制取等量的洗浴熱水,COP值高達7.33,每噸熱水能源成本只有3.61元,噸熱水能源成本不僅遠遠低于化石能源制熱水,而且遠遠低于任何一款可再生能源熱水設備。顯示出低品位廢熱梯級利用的顯著價值。
工作原理示意圖
查新結果
經查新,廢熱梯級利用水源熱泵熱水機中的廢熱三級梯級回收利用技術、廢水流量與清水流量1:1的控制技術國內外未見報道;采用廢熱梯級利用技術制熱水,實現等量洗浴廢水制取等量洗浴熱水,COP值高達6.5以上,廢水溫度低至3℃排放,國內外未見報道。
打破了“分散式房間洗浴廢熱無利用價值”的傳統認知。
分散式房間的洗浴廢水被業內外普遍認為沒有多少回收價值。江蘇恒信諾金科技股份有限公司陶文銓院士工作站科研人員經過大量測試,發現不同樓層洗浴廢水流入保溫水箱都在32℃以上,具備等量洗浴廢水制取等量洗浴熱水的熱源條件。這一重大發現完全打破人們以往認為公寓式房間的洗浴廢水中的廢熱無利用價值的傳統認知,打開了洗浴廢熱制熱水的巨大市場空間。
分散式房間洗浴廢水溫度變化及分析
運行實例
根據這一重大發現,中國石油大學(華東)學生公寓房間洗浴使用該技術,對研究生公寓1#、2#、3#樓(8~10層)共1504個房間洗浴進行節能改造,在每棟公寓樓架空層安裝1套廢熱梯級利用水源熱泵熱水系統,利用收集的洗浴廢水制取、供應洗浴熱水。工程于2020年9月1日交付使用,截止2021年9月底,改造后的熱水工程包括熱水管道熱損及供水泵在內,洗浴熱水能源成本只有5.21元/噸(每度電以0.55元計),比原有電熱水器能源成本23.79元/噸,節約78.26%。2020年12月15日該校被國管局、國家發改委、財政部評為“2019-2020年公共機構能效領跑者單位”。
中國石油大學(華東)運行實例
低品味廢熱梯級利用技術體系
廢熱梯級利用水源熱泵熱水機
圍繞低品味廢熱梯級利用技術,公司已申請并授權11項發明專利,成功開發20P、10P、5P等系列產品,以及水源、地源一體的30P、15P等產品。
廢熱梯級利用水源熱泵熱水機
1:1控制技術
1:1控制技術,動態調節流量值,自動應對不同季節、不同工況,實現制水流量更高、節能更高、廢水余熱利用率更高的三者有機統一。隨著自來水溫度、洗浴廢水溫度、熱水需要求溫度等工況的變化,在保持熱水出水達到設定溫度(40℃~45℃)的前提下,自動調節流量,使得廢水出水溫度夏季高、春秋季略低、冬季更低,達到制水流量更高、節能更高;更為重要的,在洗浴廢水溫度低或自來水溫度低等極端不利的工況下,則自動調節流量,使得廢水出水溫度低至3℃,從廢水中“超額”回收熱能,使廢水熱能利用率更高。
1:1控制原理示意圖
自動化清洗技術。
換熱器的污垢清洗是行業老大難問題,恒信公司不僅研制了特殊清洗液和全自動免拆式反沖清洗裝置,對換熱器內壁污垢清洗干凈,腐蝕又大幅降低,還開發了一種污垢跟蹤算法,通過對廢水、清水的流量、進出溫差、電子膨脹閥開度等數據的綜合計算,實時跟蹤和分析換熱器的內壁污垢情況,在熱泵空閑時自行清洗,全程自動化,在用戶幾乎沒有覺察的情況下就完成了清洗。公司在全國安裝的554臺套設備從未出現污垢堵塞故障,南京大學仙林浴室設備運行13年,性能系數始終在6.0左右。
水源、地源熱泵一體化技術。
恒信研制的地源輔助的廢熱梯級利用水源熱泵四級裝置,其在一臺設備內,將廢熱梯級利用水源熱泵熱水機的三級裝置,再增加一級熱泵,用地熱進行輔助加熱,實現余熱、廢熱和地熱循環利用。不僅保證用戶洗浴熱水供應,而且還保證小區用戶冬季廚房、衛生間所有生活熱水供應。
在全年大部分時間,無需輔助加熱,僅消耗少量電能驅動余熱、廢熱循環利用,就能實現廢水與清水1:1制熱水的需求,只有在冬天少數自來水溫度低于12℃的情況下,才需使用地源輔助加熱,而地源熱泵COP也有4.0左右,因此地源輔助的廢熱梯級利用水源熱泵四級裝置,既不會導致地源熱失衡,COP值年平均還能達5.7以上。
水源、地源熱泵一體化原理示意圖
產品檢驗數據
2020年2月,合肥通用機電產品檢測院有限公司(國家壓縮機制冷設備質量監督檢驗中心)檢測,熱泵廢熱梯級利用熱水機的制熱性能系數(COP)達7.33。
產品的檢驗報告
編制配套的國家標準圖集、技術規程
編制配套的國家標準圖集、技術規程、建筑設計圖集
在配套的各類規范性文件中,明確廢熱梯級利用水源熱泵熱水系統在房屋建筑中的設計原則、技術要求、驗收標準,為廢熱梯級利用技術與房屋建筑一體化設計提供了設計依據。
CECS技術規程
建筑設計圖集
三大優勢
熱能回收率優勢
國家所有出臺文件中都談余熱利用,業內專家說及也是余熱利用,而余熱利用是遠遠實現不了1:1制熱水的,恒信的廢熱梯級利用技術,實現從余熱到廢熱的跨越,余熱100%回收,廢熱回收低至3℃近冰點排放,大部分條件下已經能夠實現1:1制熱水。
熱水能源成本優勢
制熱水能源成本對比
在制熱水能源成本上,與各類制熱水設備相比,均有顯著優勢,每噸45℃熱水的能源成本不到3元,與目前節能的光電互補式太陽能熱水器相比,節約能源費用高達35%以上。
由圖可見,恒信廢熱梯級利用熱水機比空氣源熱泵節能68%,比太陽能節能50%,比普通水源熱泵節能66%,比傳統電鍋爐節能82%,比天然氣節能83%(節省能源費用74%)。
集中供熱水系統能源成本對比
新建的住宅小區,往往前期入住率較低,而以小區為單元其他供熱水方式,因管道規格大、輸送距離遠、管道熱損大而造成能源成本居高不下,每噸熱水能源成本高達三、四十元,成為小區集中供熱水至今未能解決的老大難問題,是限制小區集中熱水普及、提升洗浴品質的主要原因。
由圖可見,“三就近”與廢熱梯級利用技術協同效應,打造全新的集中供熱水模式,解決小區集中供熱水入住率低而能源成本高的難題。即使是入住率只有33%,廢熱梯級利用水源熱泵熱水系統的管道熱損也只有1.87元/噸,含管道熱損在內熱水能源成本只有6.69元/噸(北方地區),而天然氣鍋爐的小區供熱水管道熱損高達17.25元/噸,含管道熱損的熱水能源成本高達34.8元/噸(北方地區)。其熱水能源成本只是天然氣小區集中供熱水能源成本的19.22%,從制熱水技術與設計方案結合上,解決了新建小區入住率低而熱水能源成本居高不下的問題。
應用場景優勢
高度節約化,安裝便捷化,控制智能化。
A、與同類制熱水設備相比,在產品節約化、安裝便捷化、運行智能化均有顯著提升。國內一些其他單位安裝的同類產品,大都是換熱器與熱泵的簡單組合,原始的換熱器放在熱泵外,又大又笨重,多種管路、閥門雜亂無章,而廢熱梯級利用水源熱泵集三級利用于一機,20P產品占地僅1.8㎡,接上水、電,廢水瞬間由34℃降至3℃,自來水瞬間變成45℃熱水
B、與太陽能熱水器相比較,水源熱泵廢熱梯級利用熱水系統具有明顯的節約優勢,制造時的資源利用、運輸、安裝均具有顯著的高效率,以一棟110戶的住宅樓為例測算,耗用材料僅為太陽能熱水器的19.05%,,安裝所需時間僅為太陽能熱水器的10.91%,占用面積僅為太陽能熱水器的6.82%。
有了配套的規范,水電一對接,便可投入使用
在新建建筑中,兩根管道(熱水、廢水)一個位置,已經被納入設計規范中,自來水、廢熱水、熱水管道、電纜電線接設備上,四個一裝就到位,簡單方便,具有應用上的顯著優勢。