污水源熱泵空調在某污水處理廠(chǎng)中的設計應用

產(chǎn)品技術(shù)◆Chanpin Jishu污水源熱泵空調在某污水處理廠(chǎng)中的設計應用劉欣張飛牛春華(煙臺荏原空調設備有限公司，山東煙臺265500)摘要:結合工程實(shí)例， 介紹了污水源熱泵項目從項目立項、方案設計.工程施工到機組運行的整個(gè)過(guò)程，并詳細介紹了該項目污水源熱泵空調系統的技術(shù)設計特點(diǎn)及運行效果,指出了設計環(huán)節應注意的問(wèn)題，并對污水源熱泵空調系統的推廣前景做出展望。關(guān)鍵詞:污水源熱泵系統:設計:節能1引言3空調系統設計隨著(zhù)我國經(jīng)濟的發(fā)展，對能源的需求不斷增加，本工程空調主要用于綜合辦公樓、生活樓、設備對可再生能源的利用開(kāi)發(fā)被提到了議事日程上。因工作間等建筑, 其中綜合辦公樓、生活樓、部分設備工此,開(kāi)發(fā)新的可利用能源是目前各領(lǐng)域研究的重點(diǎn)和作間需要夏季制冷、冬季采暖，其他設備間只考慮冬熱點(diǎn)。城市污水是- -種蘊含豐富低位熱能的可再生熱季采暖。能資源，隨著(zhù)熱泵技術(shù)的發(fā)展，城市污水熱能的利用3.1冷、熱負荷 的計算系統也日趨增多,污水源熱泵是利用污水處理廠(chǎng)的中冷、熱負荷須考慮以下影響因素:水或原生污水作為熱源進(jìn)行冬季供熱、夏季供冷和全(1)本項目位于海邊,周?chē)鷽](méi)有建筑群的遮擋,冬年供應生活熱水的重要技術(shù)，具有熱量輸出穩定、機.季季風(fēng)大,環(huán)境溫度偏低;組能效高等特點(diǎn),是一種高效、節能、環(huán)保的空調系(2)建筑建成時(shí)間較早,建筑保溫效果不理想;統,污水熱泵系統在北歐、日本和我國均得到了一定(3)廠(chǎng)區面積大,單體建筑多,部分建筑層較高，程度的應用。本文通過(guò)某污水處理廠(chǎng)項目,分析探討相對 建筑散熱面積大;該技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)及應用前景。(4)外管網(wǎng)輻射面積大,管道鋪設距離遠,熱量輸送損失較大:2工程概況(5)部分建筑對通風(fēng)要求比較高,冷、熱損失大導致負荷增加。某污水處理廠(chǎng)負責對市區的生活污水進(jìn)行處理，按照當地氣候參數,夏季年使用90天,每天按照日處理污水能力約30萬(wàn)m'，- -期占地面積21 70110h運行計算;冬季年使用時(shí)間120天,每天將按照m2,安裝中央空調的建筑面積合計為12 763 m'.廠(chǎng)區18h運行計算。內有24 h不間斷的處理后中水,夏季溫度在18 ~20中國煤化工夏季最大冷負荷C,冬季溫度在12~16 C.950 I.MYHCNMHG"無(wú)生活熱水負荷。40 中央空調市場(chǎng).2010年3月.第3輯Chanpin Jishu◆產(chǎn)品技術(shù)3.2 熱源水情況3.4空調水系統熱源水類(lèi)型:城市污水(中水);本工程共2套水系統:空調水循環(huán)系統、熱源水熱源水溫度:夏季溫度在18~20 C;循環(huán)系統。其中熱源水則是利用污水處理廠(chǎng)內的中冬季下雪天現場(chǎng)測得污水在12~16C,基本判水，從中水干渠引一根管道到機房外沉淀池內，中水斷熱源水可利用;在沉淀池首先沉淀部分雜質(zhì),再由設置在沉淀池內的熱源水質(zhì)分析:CI含量、全硬度值偏高,腐蝕性潛污泵加壓通過(guò)全自動(dòng)清污過(guò)濾器過(guò)濾掉剩余雜質(zhì)偏高,含少量絮狀雜質(zhì)(表I)。后,進(jìn)入主機蒸發(fā)器或冷凝器(通過(guò)冷、熱轉換閥切表1污水處理廠(chǎng) 中水檢驗報告換),保證了熱泵機組運行的穩定性。檢驗報告空調水循環(huán)系統管路在建筑物內采品名:水樣用同程式設計,外網(wǎng)管道采用帶護套的檢驗項目溫度 PH電導率c全硬度鈣硬度 So? NH: Cu保溫管直埋方式,并在每個(gè)建筑物管道單位名稱(chēng)us/cm %mg/lmg/1ppm ppm污水處理廠(chǎng)25 7.6 4040 0.095 6552<1 1入口處安裝平衡閥,有效的保證了水系結論Cr含量.全硬度值偏高,腐蝕性偏高,含少量絮狀雜質(zhì)統的平衡。備注為了滿(mǎn)足系統水壓恒定和補水需求,在機房?jì)仍O置一套定壓補水系統, 由定壓泵+定3.3 冷熱源設備選型及性能參數壓罐+軟化水箱+全自動(dòng)軟水器組成。圖1為機房考慮到本工程為市政投資的采暖系統改造重點(diǎn)系統流程圖。工程，其中重要污水處理設備有防凍要.求,為確保采暖系統穩定可靠,在冬季采星兩0里所暖工況時(shí)至少要保證一臺機組能運行,.里兩400o里師熱泵機組選用煙臺荏原生產(chǎn)的2臺螺桿rHS8W-1554U降膜式熱泵機組(型號: RHSBW- 185HJ)時(shí)h滿(mǎn)負荷制冷量:688 kW/臺X2臺=1376 kW (中水溫 度20~27 C ,COP各腫水單建-H58有-185H為6.0)。滿(mǎn)負荷制熱量:729 kW/臺X2臺ege=1 458 kW (中水溫度12~6 C,COP為40立方上建雙定水道4.8)?？梢钥吹较募局评鋾r(shí)，利用中水作ID圖1 污水源熱泵空調機房系統流程圖為機組的冷卻水,COP值高于傳統的冷夏天閥門(mén)A開(kāi),閥門(mén)B關(guān);冬天閥門(mén)B開(kāi),閥門(mén)A開(kāi)卻塔+電制冷機組或分體空調。.3.5空調風(fēng)系統根據水質(zhì)檢測報告分析,污水腐蝕性偏高,使用由于原建筑物內采用散熱器采暖,現需改造成風(fēng)普通傳熱管會(huì )減少機組壽命,增加中間換熱器會(huì )降低機盤(pán)管中國煤化工暗裝風(fēng)機盤(pán)管熱效率,而且增加投資。針對此情況,機組的蒸發(fā)器、側送側MYHCNMHG頂內。其他建冷凝器換熱管材質(zhì)選用鋁黃銅合金傳熱管。筑物內采用立式或臥式明裝風(fēng)機盤(pán)管形式.機電信息2010 年第7期總第253期41產(chǎn)品技術(shù)◆Chanpin Jishu3.6空調 自控系統為了有效地控制室內溫度和保證系統安全可靠的運行,方便維護運行管理,節約能耗,設置以下自動(dòng)控制措施。(1)末端風(fēng)機盤(pán)管控制,采用溫度控制器根據設定的室內溫度調整風(fēng)機盤(pán)管的送風(fēng)量,達到控制室內溫度、節約能源的目的。(2)機房?jì)葷撐郾煤屠錅厮貌捎米冾l運行方式,根據水溫通過(guò)變頻器調整水泵的電機轉速,達到節約能源的目的。(3)機房?jì)仍O備的運行參數通過(guò)上位機監控系統采集到監控室內，如沉淀池的水溫、水位，系統的水溫、水壓，水泵和主機的運行狀態(tài),室外空氣的溫濕度等參數。4初投資及運行費用對比目前該系統已經(jīng)運行了-一個(gè)采暖季節,表2為采用污水源熱泵系統采暖與傳統城市熱網(wǎng)采暖的初投資及運行費用對比。表2采暖方式效果對比情況全國每年排放城市生活污水500億t左右，按溫采暖方式”初投資”年季采暖運行費用說(shuō)明1度升高或降低5C計算,若全部開(kāi)發(fā)所貢獻出的熱或污水源熱泵33.萬(wàn)元241 786元/采暇季建筑面積:12 763m城巾熱網(wǎng)采暖費用冷10億MJ,這部分熱量可供20億m2建筑供熱和制城市熱網(wǎng)319.0萬(wàn)元 427 561元/采曖季按建筑面積33.5元冷。對污水熱量加以利用,不但可以大大降低投資及/m2+年()一個(gè)采暖季節省運行費用:約186萬(wàn)元/年,多增運行 費用，而且減緩氣候日益變暖趨勢,因此污水源加的初投資一年即可回收。(且城市熱網(wǎng)方式末加上夏熱泵技術(shù)前景非常廣闊。君總結季制冷系統的初投資)。(2)城市熱網(wǎng)只能解決采暖,污水源熱泵即能制冷又能采暖.[參考文獻][1] GB50366- -2005 地源熱泵系統工程技術(shù)規范.北京:5結語(yǔ)中國建筑工業(yè)出版社[2] 陸耀慶.實(shí)用供熱空調設計手冊.第2版.北京:中國隨著(zhù)國家對可再生能源的應用及建筑節能的不建筑工業(yè)出版社斷重視，《可再生能源法》、節約能源法》、《可再生能[3]趙軍,戴傳 山.地源熱泵技術(shù)與建筑節能應用北京:源中長(cháng)期發(fā)展規劃》、民用建筑節能管理條例》等法中國煤化工律法規的相繼頒布及實(shí)施，加之地方政府的補貼等扶持政策,水源熱泵技術(shù)必然迎來(lái)其高速發(fā)展時(shí)期。MYHCNMHG42 中央空調市場(chǎng).2010年3月.第3輯