空氣能熱泵在電鍍廠的運用

文·圖/王奎

電鍍廠采用空氣能熱泵代替電加熱棒加熱電鍍槽液體的技術(shù)，能夠有效防范火災(zāi)事故的發(fā)生，提高安全效益和經(jīng)濟效益。

火災(zāi)一直是困擾電鍍廠的主要安全問題之一，為了有效預(yù)防火災(zāi)事故的發(fā)生，很多企業(yè)都采取了一系列的安全管控措施，但是近年來電鍍廠火災(zāi)事故仍然時有發(fā)生。

電鍍廠火災(zāi)大部分是由電加熱棒引起的。由于電鍍工藝需要，電鍍槽液體需要加熱到一定溫度后進行電鍍，傳統(tǒng)做法都是采用電加熱棒進行加熱。但是，電加熱棒卻不容易控制。雖然很多電鍍廠都采取了管控措施，如溫度保護裝置、過載保護裝置等，但是由于元器件故障、質(zhì)量問題等因素，還是無法有效根除電熱棒引發(fā)的火災(zāi)事故。

空氣能熱泵

空氣能是指空氣中所蘊含的低品位熱能量，和水能、風(fēng)能、太陽能、潮汐能等同屬于清潔能源的一種，將空氣能收集利用起來的裝置叫熱泵，被稱為空氣能熱泵技術(shù)，涉及到的領(lǐng)域有空氣能熱泵熱水領(lǐng)域、空氣能熱泵采暖領(lǐng)域、空氣能熱泵烘干領(lǐng)域等。近年來空氣能被廣泛應(yīng)用于工業(yè)、商業(yè)領(lǐng)域，技術(shù)比較成熟。

空氣能熱泵在很多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，主要得益于其節(jié)能環(huán)保優(yōu)勢。鑒于電加熱棒的高風(fēng)險，很多空氣能廠商生產(chǎn)、研制了電鍍專用空氣能熱泵，將其應(yīng)用推廣到了電鍍行業(yè)。

圖1 傳統(tǒng)的電加熱棒

空氣能熱泵在電鍍安全領(lǐng)域應(yīng)用有諸多優(yōu)勢，空氣能熱泵更加安全，不用擔心加熱棒干燒引發(fā)火災(zāi)的問題?？諝饽軣岜檬褂脡勖L，維護方便，成本低。電加熱棒的使用壽命約為2個月，到期損壞就需要更換，而空氣能熱泵的加熱管可以免去維修更換煩惱，在提高生產(chǎn)效率的同時，還降低了耗材的更換成本?？諝饽軣岜酶庸?jié)能，相較于傳統(tǒng)加熱棒，空氣能熱泵能夠節(jié)能達到60%左右，減少電費支出。空氣能熱泵還可以改善車間工作環(huán)境，加熱電鍍槽的同時，排出冷風(fēng)，起到降低室內(nèi)溫度的作用，可以大幅降低電鍍車間溫度，還可以省去車間購置空調(diào)費用以及因為空調(diào)制冷而產(chǎn)生的電費。

電鍍廠應(yīng)用反饋

深圳寶安某電鍍廠，在空氣能熱泵應(yīng)用方面進行了積極的嘗試和探索。

針對電鍍槽加熱棒火災(zāi)風(fēng)險問題，該廠積極思考尋找解決方案，在相關(guān)安全專家指導(dǎo)下，該廠于2018年2月對某車間采取了空氣能熱泵替代電加熱棒試驗工作。通過4個多月的驗證，運行效果良好。

經(jīng)濟效益

該車間負責人表示，車間共有4個電鍍槽需要加熱，即2個大電鍍槽、2個小電鍍槽。每個大電鍍槽需要7個加熱棒、每個小電鍍槽需要2個加熱棒，每個電加熱棒功率3 kW每年電費約為32.4萬元（按每天工作20 h，每年工作300天，每度電平均1元計算）。而采用了空氣能熱泵以后，粗略測算相比之前節(jié)能至少50%，每年光電費就節(jié)省約為16萬元。而傳統(tǒng)電加熱棒使用壽命約2個月左右，按照每根加熱棒200元計算，每年加熱棒更換費用約為2.16萬元。電費及電加熱棒損耗費用每年總計可節(jié)省約為18萬元。而整個4臺空氣能熱水泵購置費用總計6萬元左右，不到一年的時間即可收回初始投資。

安全效益

消除火災(zāi)風(fēng)險?？諝饽軣岜糜捎诓捎玫氖穷愃朴诳照{(diào)調(diào)節(jié)溫度的原理，加熱管本身不帶電，完全消除了加熱過程電鍍槽的火災(zāi)風(fēng)險。每次設(shè)定好溫度參數(shù)后，可以做其他事情，在溫度達到設(shè)定條件后，進行投料操作就可以了。而在安裝空氣能熱泵之前，因為擔心故障、防止干燒，每次電加熱棒升溫操作的2 h期間，都需要有人在電鍍槽邊上觀察監(jiān)測，造成人力浪費。

降低中毒風(fēng)險?？諝饽軣岜貌捎玫募訜峁懿煌趥鹘y(tǒng)加熱棒，加熱管本身不帶電，而是通過熱交換對電鍍槽加熱。加熱管使用壽命長，不像電加熱棒2個月左右就會損壞，需要更換。在更換過程中，由于加熱管上面殘留電鍍液，有中毒風(fēng)險。而空氣能熱泵加熱管基本上免于維護，也就沒有中毒風(fēng)險。

降低中暑風(fēng)險?？諝饽軣岜迷诩訜徇^程中，會排出冷空氣，能夠?qū)ぷ鬈囬g起到降溫作用。這對改善員工夏季工作環(huán)境來說有很大幫助。安裝空氣能熱泵以后，車間舒適度較以前有很大提升，有利于提高員工滿意度、穩(wěn)定性。

有利于規(guī)范員工安全行為。電鍍車間，尤其是非標件的手工電鍍車間，夏季非常炎熱，很多員工喜歡光著膀子干活，這樣無疑會增加化學(xué)品通過肌膚對人體造成傷害的風(fēng)險。安裝了空氣能熱泵以后，車間溫度下降，有利于員工遵守規(guī)章制度。

環(huán)保效益。通過空氣能熱泵的使用，使得公司的能耗大幅降低，能耗利用率大大提高，對于公司的清潔生產(chǎn)有很大幫助，更加容易通過清潔生產(chǎn)認證，提高企業(yè)競爭力。

目前，空氣能熱泵在電鍍行業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用已經(jīng)獲得越來越多的認可。很多電鍍廠已經(jīng)完成或正在計劃采用空氣能熱泵完成對電加熱棒的替代，實踐表明，空氣能加熱技術(shù)在電鍍行業(yè)的應(yīng)用取得了良好的社會、經(jīng)濟、安全效益。

圖2 用空氣能熱泵替代電加熱棒