在“雙碳”目標與用能成本持續攀升的雙重驅動(dòng)下，工業(yè)熱泵以其卓越的節能優(yōu)勢，正成為眾多高耗能企業(yè)轉型升級的首選方案。然而，工業(yè)用能場(chǎng)景多樣，工藝流程復雜，熱源及余熱資源情況各不相同，使得工業(yè)熱泵的定制化程度較高，從前期的方案評估，到最后的項目落地，過(guò)程中有很多的細節需要加以關(guān)注。這一期小編以思維導圖（圖1）的形式，來(lái)盤(pán)一下工業(yè)熱泵應用中都有哪些需要注意的地方。

圖1思維導圖

　　熱源側

　　01、熱源類(lèi)型：空氣、水源、工業(yè)廢熱（工藝冷卻水、廢氣、蒸汽凝結水等）；

　　02、熱源溫度：熱源溫度直接影響熱泵能效比和制熱能力，在壓縮機運行范圍內，熱源溫度越高,壓縮機工作的蒸發(fā)溫度越高，機組性能往往越好。熱源為空氣源時(shí)，環(huán)境溫度較低時(shí)蒸發(fā)器易結霜，導致效率下降，需考慮除霜時(shí)對系統輸出的影響；環(huán)溫過(guò)低也會(huì )影響機組能效，甚至觸發(fā)低壓過(guò)低保護導致不能正常運行；

　　03、穩定性：熱源溫度和流量穩定性影響系統的穩定，空氣源機組受環(huán)境溫度影響大，水源及工業(yè)廢熱溫度隨生產(chǎn)工藝的實(shí)際用熱情況波動(dòng)，這些因素都將影響機組的能力輸出；

　　04、腐蝕性與潔凈度：工業(yè)廢水中可能含腐蝕性物質(zhì)、油脂或顆粒物，需選用耐腐蝕材質(zhì)（如鈦管、不銹鋼），需考慮設計成易清洗結構，特殊情況可能需要設計成二次換熱。

　　圖2高溫壓縮機能效隨蒸發(fā)溫度變化曲線(xiàn)圖

　　圖3空氣源復疊機組原理圖

　　圖4水源熱泵機組案例圖

　　使用側

　　出水/出風(fēng)溫度：使用側所需的最高溫度是選取制冷劑工質(zhì)的重要因素；用熱溫度與熱源溫度的溫差過(guò)大時(shí)需要采用兩級壓縮來(lái)實(shí)現，整機成本相對較高；

　　熱負荷與穩定性：需準確估算用熱量及流量以匹配合適容量的機組，機組容量過(guò)小不能滿(mǎn)足用熱要求，容量過(guò)大將導致頻繁停機；對溫度穩定性要求較高的宜采用變頻機組；

　　用水水質(zhì)/回風(fēng)潔凈度：硬水在高溫下易結垢，水垢會(huì )影響冷凝器換熱效率，因此冷凝器進(jìn)水需進(jìn)行軟化處理；輸出熱風(fēng)的設備還需關(guān)注回風(fēng)潔凈度（灰塵、毛屑等雜質(zhì)含量）對換熱器的影響。

　　設備端

　　壓縮機類(lèi)型：大容量機組通常采用離心式或螺桿壓縮機，中小容量的機組采用渦旋壓縮機，對控溫要求高的場(chǎng)景宜采用變頻壓縮機；其中采用渦旋壓縮機的機組更利于標準化、模塊化生產(chǎn)；

　　工質(zhì)的選擇：根據用熱溫度選擇合適的工質(zhì)，不同的工質(zhì)對熱源溫度的要求也不一樣。135℃~150℃供熱可考慮選用R1233zd(E)工質(zhì)，110~130℃供熱可考慮選用R245fa工質(zhì)，90~95℃供熱可考慮選用R515B工質(zhì)（具體的解決方案可聯(lián)系我司應用工程師）；

　　圖5

　　系統控制：設備控制邏輯需要貼合現場(chǎng)用熱工藝，多臺設備組合使用還需考慮流量/熱量分配，需配備智能化控制方案；還需配備完善的故障診斷邏輯及故障應對方案，保障設備安全運行。

　　安裝維護

　　01、安裝場(chǎng)地：需要有足夠的空間進(jìn)行安裝、維護，保證良好的通風(fēng)。大型機組還需考慮設備的承重、振動(dòng)和噪音對周邊環(huán)境的影響；

　　02、場(chǎng)地改造：設備安裝可能不僅僅是熱泵機組的安裝，還可能涉及輸電網(wǎng)絡(luò )的改造，如果是蒸汽設備還可能涉及蒸汽管道的安裝改造，需具備特定資質(zhì)；

　　03、維護保養：需制定定期觀(guān)測記錄運行數據，制定維護計劃，包括清洗換熱器、檢查機組運行參數、檢查電器件情況等；機組設計需要考慮可維護性。

　　經(jīng)濟性

　　綜合能效：通常熱源溫度較高、冷熱聯(lián)供或者有廢熱可回收的場(chǎng)景，綜合能效較高；

　　運行成本：對比燃氣鍋爐、電鍋爐、蒸汽等替代加熱方式的運行成本，需結合現場(chǎng)用能成本（電價(jià)與氣價(jià)），以一個(gè)用能周期（如一個(gè)月/一年）的總體數據來(lái)評估；

　　初始投資與回報周期：工業(yè)熱泵初始投資較高，需綜合設備費、安裝費、電費、運行費用、維護費等進(jìn)行詳細投資的回報分析；復疊機組成本較高能效較低，會(huì )拉長(cháng)回報周期，但其具備不受熱源溫度限制的優(yōu)點(diǎn)，可以滿(mǎn)足熱源溫度不足或余熱量不夠的場(chǎng)景。

　　誤區

　　1、所有用熱場(chǎng)景都可以用熱泵替代——并非所有應用場(chǎng)景都適合采用熱泵機組，需結合熱源情況、用熱情況綜合評估；

　　2、熱源溫度足夠高就可以實(shí)現高溫輸出——還需重點(diǎn)關(guān)注熱源的流量及穩定性情況，即熱源的總熱量是否充足及穩定；

　　3、1度電當4度電用——熱泵機組的能效并不是恒定的，隨使用工況變化而變化，不能脫離工況條件談能效，不要被一些夸大的宣傳誤導。

　　總結

　　工業(yè)熱泵方案需要從技術(shù)可行性、經(jīng)濟合理性、運行可靠性等維度去進(jìn)行綜合評估，項目前期應與設備提供商、制造商、工程安裝商等各方專(zhuān)業(yè)人員進(jìn)行深入溝通，并到現場(chǎng)進(jìn)行詳細勘察和數據記錄，確保項目成功。我司應用工程團隊可以配合客戶(hù)一起到現場(chǎng)做勘察，并提供整體解決方案，如有需要可隨時(shí)與我們聯(lián)系。