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目前一些小型屠宰項目，處于一種產能不穩定的狀態。有時日生豬屠宰量一般在1000頭以下，屠宰時間分為兩段或以上。從而導致水、電、蒸汽的頭豬能耗過高，尤其是蒸汽鍋爐的使用效率低，為解決分段式熱水需求，進行氨制冷系統冷凝熱回收及空氣能熱泵熱水系統的應用。
1、工程概況
1.1 工程概況
本屠宰車間按一天屠宰1000頭生豬計算，一天屠宰兩次．一個時間段：凌晨1點至早上5點(4h)，另一個時間段：中午12點到13點(1h)。設計需保證每個小時高峰屠宰量300頭豬用熱量要求。
用水場所分兩個地方。
一個地方：屠宰浸燙槽(長寬尺寸12mX2m，槽高0.85m，槽水深0.6m)，一般晚上12點前把18t65℃的熱水放進水槽，當豬進入浸燙槽后水溫會下降(根據水溫間斷補充75~90℃的高溫熱水)，使水溫達到61~62℃設計要求(晚上12點至早上6點)，中午12點屠宰延用早上的水浸燙(中午12點到1點)。一般一天換一次水，換水量為18~20t。
另外一個地方：早上7點和下午2點工人下班后要用熱水清洗機器和地面，還有工人白天和晚上下班時洗澡用熱水，每天設計12~15t。
特別要求：
(1)每天高溫熱水一定要保證(采用雙熱源或者備用設備)；
(2)生豬浸燙池水溫一定要保證61~62℃ 。
1.2 熱水需求量
滿足熱水同時需求量：系統每日供熱水約32t(32000kg)。
1.3 熱水需求熱量
根據公式：Q=CXMX△T(按冬季進水溫度10℃，出水溫度55℃計算)。
1.4 制取穩定熱水工作原理
新建工廠設計為天然氣2T蒸汽鍋爐兩臺，每班次至少需要鍋爐操作工兼水處理工一名。土建鍋爐房，軟化水處理設備一套。建天然氣工作調壓站，且當地天然氣公司要求每天用氣量需達到一定的立方數。為滿足兩次浸燙用熱水和工人生活用熱水，需要多次啟動鍋爐運行，鍋爐的使用效率低，熱效率低，能耗較高。
根據多個不同需求的熱水和使用的時問差，現設計2個獨立的熱水系統，3種不同加熱方式，設定好溫度要求、時間繼電器全自動控制，具體方案如下。
(1)氨機組高溫排氣熱回收。
此屠宰車間制冷系統總共有8臺氨螺桿壓縮機組，氨制冷系統的排氣溫度正常為80~90℃。至少有一臺在38/-10℃工況下LG20BMY和一臺在35/-38℃工況下LG20BMYJ同時運行，其排熱量為1456.8KW；利用一臺不銹鋼臥式殼管式換熱器，按20%的熱回收效率(1456.8kWX0.2=291kW)，每天只需要9~10h就可以滿足55℃熱源需求。具體參數及計算如下：
冷媒承壓：≥2.5MPa，換熱面積：12㎡。，換熱管材質：316。
換熱管直徑：Φ19，換熱管厚度：2.0mm。
理論換熱量：Q=K×F×△T=3800W/㎡×12㎡×5℃=228kW <291kW。
每天按運行9 h核算，228kW×9h=2052kWh>1680kWh 。
其中K值推薦為3400~4000W/m：平均溫差范圍△T=4—6℃。
熱氨氣熱源回收系統主要是依據氨熱虹吸交換器原理回收氨壓縮機運行中不斷排出的高溫高壓熱源。
(2)恒溫熱泵系統。
空氣能熱泵就是吸收環境空氣內源源不斷的熱量，通過壓縮機對制冷劑做功，將熱量轉移至水中，當水箱熱水溫度達到設定溫度，就自行停機，在使用時可由閥門直接開啟或由水泵輸送到使用地點。配置有15P高溫熱泵機組三組，每套制熱量為54kW，按每天工作10h計算，能提供的熱源為54×10×3=1620kW．可滿足將熱水加熱到55℃。
(3)輔助安全電加熱。
高溫電加熱棒15kW，三組，放置在高溫儲水箱中，溫控實時開停。高溫浸燙槽恒溫系統(95℃恒溫)，用于豬浸燙槽工作時保持槽內水溫恒定在65℃的補水系統。
1.5 系統工藝
采用氨排氣換熱器進行熱回收，空氣能熱輔助加熱提升溫度，并采用電加熱提高溫度極限。考慮機組穩定性，同時空氣能熱泵作為備用制熱(55~65℃)。高溫部分采用高溫段0.3 kW 時的谷電進行加熱到95℃，使用時可以與55℃水混合，溫度就達到65~70℃之間，提供生產用熱水。
2、系統運行結果及分析
2.1 系統運行情況
(1)COP值高。
冬季環境溫度-5℃，測試結果熱效率為COP=2.5(春、夏、秋季平均環境溫度20℃ ，測試結果熱效率為COP≥3.5)。
(2)防結垢。
采用SUS316銹鋼管式換熱器，水側流通截面積相對較大，且冷卻水在換熱器內呈復雜三元螺旋線運動，對水垢起沖刷作用，有效防止結垢和便于清洗。
(3)綠色環保。
高溫熱泵技術解決了普通熱泵出水溫度低的問題，可以替代供熱鍋爐的使用，減少由于使用燃煤、燃油鍋爐引起的有害氣體的排放，提高大氣環境質量，充分利用可再生資源和節約常規優質能源，更有利于社會的可持續發展，具有良好的經濟效益和社會效益，其市場前景廣闊。
2.2 技術經濟指標
冷凝熱回收及高溫熱泵熱水系統運行費用低，而且節能效益明顯。空氣能熱泵熱水機組是由壓縮機、空氣換熱器、水換熱器、膨脹閥和風機等部件組成，是一種高效集熱并轉移熱量的裝置。熱泵把空氣中的低溫熱能吸收進來，經過壓縮機壓縮后轉化為高溫熱能，循環加熱水溫。這種熱泵熱水器具有高效節能的特點。高溫熱泵的運行費用與燃煤費用相當；比燃油(氣)費用低約40％；比純電耗能設備節省50％。
屠宰車間原用天燃氣鍋爐蒸汽加熱，一天用天燃氣200m ，天燃氣每立方5元，每月購買天燃氣費用約3萬元，現改造成熱氨回收加高溫熱泵后，能耗降低約40％，綜合費用每月可節約1.2萬元，年度可節約14.4萬元。
作為空氣能熱泵行業的領軍品牌——歐麥朗空氣能重點鉆研特種熱泵之一的高溫熱泵技術，經過多年研究成果的積累，其研發的空氣能高溫熱泵可根據用戶需求，設計不同類型，適用于不同場合的特種高溫熱泵，輕松實現75℃高溫熱水。其中的歐麥朗EVI噴氣增焓低溫型熱泵機組，采用了歐麥朗工程技術研究開發中心的重點成果，該產品在低溫環境下比同類產品能效高30%以上，滿足北方屠宰場、電鍍廠的高溫熱水需求。
