【正文】 羋蚃袇羆芇莃蝕袂芆蒅袆芁芅蚇蚈膇芅螀羄肅芄葿螇罿芃薂羂裊節(jié)蚄螅膄莁莄羀肀莀蒆螃羆荿薈罿袂荿螁螂芀莈蒀蚄膆莇薃袀肂莆蚅蚃羈蒞蒞袈襖蒄蕆蟻膃蒃蕿袆聿蒃螞蠆羅蒂蒁裊羈蒁薃螈艿蒀蚆羃膅葿螈螆肁蒈蒈羈羇肅薀螄袃膄螞羀膂。目前在市場上廣泛出現(xiàn)的家用冷暖空調(diào)器上，就已經(jīng)廣泛地應(yīng)用了熱泵制熱，其制熱系數(shù)已高達 3以上。除霜時，為了防止向室內(nèi)吹冷風(fēng)，故室內(nèi)機的風(fēng)機停止運轉(zhuǎn)。冬季供熱的時候，四通換向閥切換，改變冷媒的流向，此時，室內(nèi)熱交換器就是冷凝器，室外熱交換器（冬天往外呼呼出冷風(fēng)的那個東西）就是蒸發(fā)器。 熱泵空調(diào)里面有一 個四通換向閥。而冬季則把蒸發(fā)器放在室外，把冷凝器放在室內(nèi)，這樣就把室外的熱量輸送到了室內(nèi)。 對于一臺分體式熱泵空調(diào)來說，夏天制冷時就是把冷凝器放在室外，而把蒸發(fā)器放在室內(nèi)。再經(jīng)節(jié)流閥截流成低溫低壓液態(tài)制冷劑。然后壓縮機 抽取蒸發(fā)器里氣化后的制冷劑氣體并壓縮到冷凝器內(nèi)，此時制冷劑氣體變成高溫高壓氣體。制冷系統(tǒng)（壓縮式制冷）一般由四部分組成：壓縮機、冷凝器、節(jié)流閥、蒸發(fā)器。冷媒 (工質(zhì) )在蒸發(fā)管內(nèi)吸收環(huán)境空氣中的熱量，通過熱泵循環(huán)由冷凝盤管在水箱內(nèi)釋放熱量，加熱水箱中的水。 熱泵熱水系統(tǒng)包括熱泵主機和換熱儲水箱兩部分。 由于氟利昂對地球大氣臭氧有破壞作用，為了保護地球的生態(tài)環(huán)境，除了提高熱泵的成現(xiàn)系數(shù)，有效利用能源以外，各國科學(xué)還致力于新型冷凍 媒體的開發(fā)。目前熱泵的最高出力溫度為 110度左右。如果這一數(shù)值能夠得到普及的話，這意味著能源將得到更有效的利用。現(xiàn)在歐美日都 在競相開發(fā)新型的熱泵。成績系數(shù)的定義為由低溫物體傳 到高 溫牧體的熱量與所需的動力之比。 ④ 高壓液體媒體在膨脹閥中減壓，再變?yōu)檫^熱液體媒體，進入蒸發(fā)器，循環(huán)最初的過程。 ②蒸發(fā)器出來的氣體媒體經(jīng)過液壓縮機的壓縮，變?yōu)楦邷馗邏旱臍怏w媒體。 熱泵的工作原理和家用空調(diào)、電冰箱等的工作原理基本相同，通過流動媒體 (以前一般為氟利昂，現(xiàn)在由替 代氟利昂所代替 )在蒸發(fā)器、壓縮機，冷凝器和膨脹閥等部品中的氣相變化 (沸騰和凝結(jié) )的循環(huán)來將低溫物體的熱量傳遞到高溫物體中去。然而，在現(xiàn)實生活 中，為了農(nóng)業(yè)灌溉、生活用水等的需要，人們利用水泵將水從低處送到高處。冷凝后的傳熱工質(zhì)通過膨脹閥返回到蒸發(fā)器，然后再被蒸發(fā)，如此循環(huán)往復(fù)。 熱泵在工作時，它本身消耗一部分能量，把環(huán)境介質(zhì)中貯存的能量加以挖掘，通過傳熱工質(zhì)循環(huán)系統(tǒng)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(shù)可以節(jié)約大 量高品位能源。但人們可以創(chuàng)造機器，如同把水從低處提升到高處而采用水泵那樣，采用熱泵可以把熱量從低溫抽吸到高溫。 分散系統(tǒng)或混合系統(tǒng)實質(zhì)上是一種水環(huán)路熱泵空調(diào)系統(tǒng)形式。北方地區(qū)，熱負(fù)荷大，冷負(fù)荷低，冬季適合聯(lián)合使用地源和鍋爐，夏季只使用地源。 混合系統(tǒng) 將地源和冷卻塔或加熱鍋爐聯(lián)合使用作為冷熱源的系統(tǒng)，混合系統(tǒng)與分散系統(tǒng)非常類似，只是冷熱源系統(tǒng)增加了冷卻塔或鍋爐。 分散系統(tǒng) 用中央水泵，采用水環(huán)路方式將水送到各用戶作為冷熱源，用戶單獨使用自己的熱泵機組調(diào)節(jié)空氣。 家用系統(tǒng) 用戶使用自己的熱泵、地源和水路或風(fēng)管輸送系統(tǒng)進行冷熱供應(yīng)，多用于小型住宅，別墅等戶式空調(diào)。 此外，還有一種 “直接膨脹式 ”，它不象上述系統(tǒng)那樣采用中間介質(zhì)水來傳遞熱量，而是直接將熱泵的一個換熱器（蒸發(fā)器）埋入地下進行換熱。 閉環(huán)系統(tǒng) 如埋盤管方式（垂直埋管或水平埋管），地表水安置換熱器方式。 地源分類 地源按照室外換熱方式不同可分為三類： ， ， 。（ 2）冬季運行不需要除霜，減少了結(jié)霜和除霜的損失。 地源熱泵同空氣源熱泵相比，有許多優(yōu)點：（ 1）全年溫度波動小。 其中水源熱泵機主要有兩種形式：水 —水式或水 —空氣式。 地源熱泵工作原理及分類 地源熱泵則是利用水源熱泵的一種形式，它是利用水與地能（地下水、土壤或地表水）進行冷熱交換來作為水源熱泵的冷熱源，冬季把地能中的熱量 “取 ”出來，供給室內(nèi)采暖，此時地能為 “熱源 ”；夏季把室內(nèi)熱量取出來，釋放到地下水、土壤或地表水中，此時地能為 “冷源 ”。 利用水作冷熱源的熱泵，稱之為水源熱泵。但由于地區(qū)空氣溫度的差別，在我國典型應(yīng)用范圍是長江以南地區(qū)。 利用空氣作冷熱源的熱泵，稱之為空氣源熱泵。 蒸發(fā)器冷凝器根據(jù)循環(huán)工質(zhì)與環(huán)境換熱介質(zhì)的不同，主要分為空氣換熱和水換熱兩種形式。 根據(jù)熱力學(xué)第二定律，壓縮機所消耗的功（電能）起到補償作用，使循環(huán)工質(zhì)不斷地從低溫環(huán)境中吸熱，并向高溫環(huán)境放熱，周而往復(fù)地進行循環(huán)。所以熱泵實質(zhì)上是一種熱量提升裝置，它本身消耗一部分能量，把環(huán)境介質(zhì)中貯存的能量加以挖掘，提高溫位進行利用，而整個熱泵裝置所消耗的功僅為供熱 量的三分之一或更低，這也是熱泵的節(jié)能特點。 熱泵工作原理 作為自然界的現(xiàn)象，正如水由高處流向低處那樣，熱量也總是從高溫流向低溫。 6． 室外機（ 壓縮機 等關(guān)鍵設(shè)備）長年暴露在露天，直接與空氣接觸，灰塵集在 散熱器 上，起到保溫作用，機組在高溫下運行，增加能耗的同時機組壽命大大減少。在空氣溫 度為 30℃ 時，常規(guī)空調(diào)機組能效比 COP 也僅有 左右。 武漢 地區(qū)因為 空氣濕度 大，一般當(dāng)環(huán)境溫度 5℃ 時外機就開始結(jié)霜。 2． 當(dāng)空氣溫度低于零度時，機組效率下降，并且當(dāng)環(huán)境溫度低于 5℃ 時，機組效率極低，甚至無法開機，需加輔助熱源（家用普通 3P 機僅電輔加熱就達 2020W），輔助加熱時的 能效比 COP 要小于 1。 10．可分區(qū)控制：中央空調(diào)享受的檔次，又可達到單體空調(diào)局部控制的效果，不存在 “大馬拉小車 ”。 8． 一機多用： 地源熱泵系統(tǒng) 可 供暖 ，空調(diào)，還可供生活熱水，一機多用，一套系統(tǒng)可以替換原來的鍋爐加空調(diào)的兩套裝置或系統(tǒng)。 6． 安全：無燃燒設(shè)備，從而不存在爆炸、失火和中毒的隱患。 4． 舒適：因為地源 熱泵機組 供冷暖時都是通過冷熱水經(jīng) 風(fēng)機 旁管（或地板管、墻埋管）交換完成的，所產(chǎn)生的冷氣和 暖氣 （或輻射熱）比常規(guī)空調(diào)的要更柔和的多，熱不易感冒。 2． 節(jié)能省費用：冬季運行時， COP 約為 ，即投入 1KW電能，可得到 4KW的熱能，夏季運行時， COP 可達 ，投入 1KW 電能，可得到 5KW的冷量， 能源利用 效率為 電采暖 方式的 34 倍；并且 熱交換器 不需要除霜，減少了結(jié)霜和除霜的用電 能耗 。 地源熱泵技術(shù)的主要優(yōu)點 : 1． 高效：一般 空調(diào) 對著空氣換熱稱為 風(fēng)冷熱泵 ，缺點在于天氣炎熱或者寒冷最需要冷量或熱量時效率反而下降。 只要有足夠的場可地埋設(shè)管道（地下冷熱交換裝置）或政府允許抽取地下水的就應(yīng)該優(yōu)先考慮選擇 地源熱泵中央空調(diào) 。接通電源后，軸流風(fēng)扇開始運轉(zhuǎn)，室外空氣通過蒸發(fā)器進行熱交換，溫度降低后的空氣被風(fēng)扇排出系統(tǒng)，同時，蒸發(fā)器內(nèi)部的工質(zhì)吸熱汽化被吸入壓縮機，壓縮機將這種低壓工質(zhì)氣體壓縮成高溫、高壓氣體送入冷凝器，被水泵強制循環(huán)的水也通過冷凝器，被工質(zhì)加熱后送去供用戶使用，而工質(zhì)被冷卻成液體，該液體經(jīng)膨脹閥節(jié)流降溫后再次流入蒸發(fā)器，如此反復(fù)循環(huán)工作，空氣中的熱能被不斷 “泵 ”送到水中，使保溫水箱里的水溫逐漸升高，最后達到 55℃ 左右，正好適合人們洗浴，這 就是 空氣源熱泵熱水器 的基本工作原理。那么，利用熱泵的原理來制取熱水，消耗一度電所獲得的熱水，比普通電熱水器消耗三度電所獲得的熱水還要多，這是傳統(tǒng)熱水器所不能企及的。 熱泵是以冷凝器放出的熱量來供熱的制冷系統(tǒng)，它被形象的稱為 “熱量倍增器 ”。 熱泵實質(zhì)上是一種熱量提升裝置，熱泵的作用是從周圍環(huán)境中吸取熱量，并把它傳遞給被加熱的對象（溫度較高的物體），其工作原理與制冷機相同，都是按照逆卡諾循環(huán)工作的，所不同的只是 工作溫度范圍 不一樣。 本書可供冶金工程、環(huán)境工程、能源工程的科技人員、設(shè)計人員和管理人員使用，也可供高等院校的相關(guān)專業(yè)師生參考。應(yīng)用 。潛力 。每一組噴嘴（ NOZZLE)后其后的一組動葉（ BUCKET)組成透平的一個級；在噴嘴中主要完成工質(zhì)的膨脹過程（熱能向動能的轉(zhuǎn)換過程），溫度降低，壓力降低，流速增加，完成焓降的過程，工質(zhì)的動能增加，在透平動葉中，主要完成由動能向機械能的轉(zhuǎn)換過程，速度下降，壓力，溫度有小幅的下降（視透平的反動度）。滿足透平葉片材質(zhì)的長期運行的安全熱疲勞溫度（ 1200℃ 左右）。燃燒室的作用是為壓氣機壓縮后的高溫（ 360℃ 左右）高壓（ 11BARG 左右）提供一個穩(wěn)定燃燒的場所 ,燃燒后，增加工質(zhì)的焓，提高工質(zhì)的做功能力。壓氣機工作后的最終目的是對常溫常壓的進氣流加壓升溫。另外，從壓氣機的第 10 級后抽氣（ 4 路）作為防喘放氣支路，從第 4級后抽氣（ 2 路）一部分作為燃機軸承密封空氣；一小部分作為透平第三級護環(huán)的冷卻空氣。 EGV 的作用：用于將旋轉(zhuǎn)的壓氣機排氣氣流導(dǎo)向為徑向的排氣，保持燃燒的穩(wěn)定。每一組動葉和其后的一組靜葉組成壓氣機的一個級； ? IGV 的作用： 1)在起，停機過程中，低轉(zhuǎn)速時，控制進氣角度（降低進氣功角，功角過大，易引起葉背面進氣氣流旋轉(zhuǎn)脫離，壓氣機喘振），防止壓氣機喘振。透平則可看成是一個風(fēng)車，為加熱的流體（燃?xì)猓?qū)動旋轉(zhuǎn)來帶動壓氣機，并通過旋轉(zhuǎn)軸將多余的功輸出（帶動發(fā)電機）。 ? 旋轉(zhuǎn)的壓氣機就向一把風(fēng)扇，將進氣加壓并驅(qū)動之進入燃燒系統(tǒng)。 燃?xì)廨啓C 工作原理 燃?xì)廨啓C主要由三大主機組成：壓氣機，燃燒室，透平。 （ 3）降低鐵鋼比，發(fā)展短流程電爐生產(chǎn) 工序，有極大的節(jié)能效果。 鋼鐵企業(yè)新建高爐或?qū)Ω郀t擴容計劃時，如能提高噴煤比，就可以有效地減少對焦化廠的投資。同時煤粉的價格要比焦炭低 700元 /t左右，多噴煤，可以有效地降低高爐煉鐵的生產(chǎn)成本。 2020年我國重點鋼鐵企業(yè)焦化工序能耗（標(biāo)煤）為 1k/t，而噴煤工序能耗僅為 20～35kg,／ t。高爐噴吹煤粉的煤種廣泛，可以不用主焦煤。煉焦要使用 50％以上的主焦煤配煤，以確保冶金焦炭質(zhì)量滿足高爐煉鐵的需求。這個發(fā)展的態(tài)勢，有效地促進我國高爐煉鐵的技術(shù)進步和節(jié)能減排工作的進展。這 是我國生產(chǎn)球團技術(shù)發(fā)展的新的里程碑。自首鋼開發(fā)成功鏈箅機一回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)球團工藝、技術(shù)裝備以來，我國已建成 30多條生產(chǎn)線。所以說，高爐煉鐵多使用球團礦有多方面的節(jié)能效果。 球團礦含鐵品位一般要比燒結(jié)礦高 5％左右。鋼鐵工業(yè)結(jié)構(gòu)節(jié)能的內(nèi)容如下： （ 1）優(yōu)化高爐煉鐵爐料結(jié)構(gòu)，多使用球團礦，可以實現(xiàn)煉鐵系統(tǒng)結(jié)構(gòu)節(jié)能。 結(jié)構(gòu)節(jié)能的技術(shù)途徑與對 策 調(diào)整鋼鐵工業(yè)生產(chǎn)工藝結(jié)構(gòu)、用能結(jié)構(gòu)，優(yōu)化生產(chǎn)流程可以產(chǎn)生重大節(jié)能效果，冶金工業(yè)曾提出鋼鐵工業(yè)發(fā)展三大重要技術(shù)路線：一是以發(fā)展連鑄為中心，帶動鋼鐵工業(yè)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化；二是提高高爐煉鐵噴煤比，促進煉鐵系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化；三是促進軋鋼工序生產(chǎn)的緊湊化、連續(xù)化、一火成材，提升軋鋼生產(chǎn)技術(shù)水平。由于中小企業(yè)節(jié)能技術(shù)落后，給我國鋼鐵工業(yè)節(jié)能與余能利用帶來致命問題。據(jù)統(tǒng)計， 全國共有鋼鐵企業(yè) 3800家，其中粗產(chǎn)產(chǎn)量超過 500萬 t 的只有 15家， 300萬 500萬 t的有 11家， 100萬～ 300萬 t 的有 29家，全國 300萬 t 以上企業(yè)產(chǎn)量之和僅占全國粗鋼產(chǎn)量的 45％。希望本書的出版，對冶金工業(yè)節(jié)能降耗，發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟，創(chuàng)建資源節(jié)約型、環(huán)境友好型冶金企業(yè)有所幫助，起到促進、推動和互助的作用。分析冶金工業(yè)能耗的變化趨勢，介紹節(jié)能降耗先進技術(shù)工藝與設(shè)備，是編寫的旨意。隨著全球能源和環(huán)境壓力增大，特別是我國國民經(jīng)濟快速發(fā)展所面臨的巨大能源需求和環(huán)境的壓力，我國冶金工業(yè)的生存與持續(xù)發(fā)展面臨嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。冶金工業(yè)是能源、資源消耗大戶，盡管我國冶金工業(yè)在 2020年取得重大成就，鋼產(chǎn)量達到 9億 t， 10種主要有色金屬的產(chǎn)量與產(chǎn)能均躍居世界第一 位，品種結(jié)構(gòu)調(diào)整以及經(jīng)濟效益取得重要進展，為我國國民經(jīng)濟快速發(fā)展做出了巨大貢獻。 “十一五 ”，期 間，我國單位 GDP 能耗降低20％左右，主要污染物排放總量減少 10％，這是具有法律效力的約束性指標(biāo)。 編輯推薦 《冶金工業(yè)節(jié)能與余熱利用技術(shù)指南》是由冶金工業(yè)出版社出版的。 《冶金工業(yè)節(jié)能與余熱利用技術(shù)指南》分為兩篇共 10章，第 1篇為鋼鐵工業(yè)節(jié)能與余熱利用技術(shù)指南，主要介紹了燒結(jié)、焦化、煉鐵、煉鋼、軋鋼等工序的節(jié)能與余熱利用技術(shù)及工程實例；第 2篇為有色金屬工業(yè)節(jié)能與余熱利用技術(shù)指南，主要介紹了銅、鉛、鋅、鎳、鋁等有色金屬冶金節(jié)能與余熱利用技術(shù)及工程實例。 據(jù)了解 ,該項目是目前全球最大的電廠余熱回收采暖利用工程，也是全球回收熱量最大的電廠余熱回收專用 機組 ,單機余熱回收量達 65兆瓦。大型燃煤鍋爐效率按 85%計算，回收的余熱低位熱值相當(dāng)于節(jié)約 。據(jù)該項技術(shù)第一發(fā)明人清華大學(xué)付林博士介紹，華電大同第一熱電廠運用這一技術(shù)的乏氣余熱利