污水源熱泵技術(shù)特點(diǎn)及應用

應用技術(shù)China science and Technology Revit污水源熱泵技術(shù)特點(diǎn)及應用張紅宇(沈陽(yáng)中天環(huán)保自控工程有限公司遼寧沈陽(yáng)110001)[摘要]污水源熱泵是以城市或工業(yè)污水作為提供和儲存能量的冷、熱源的空調系統。文章介紹了污水源熱泵的工作原理和性能特點(diǎn)及應用,并通過(guò)系列同類(lèi)產(chǎn)品的對比分析,證明采用污水源熱泵不僅可以減少能源和水資源的消耗,且在未來(lái)具有較大的經(jīng)濟和社會(huì )效益。[關(guān)鍵詞]污水源熱泵供暖制冷中圖分類(lèi)號:T831文獻標識碼:A文章編號:1009-914X(2010)180332引喜戶(hù)節約30%~40%的供熱制冷空調運行費用自然界中存在著(zhù)大量的不能為人類(lèi)直接利用的低品位能源它們廣泛的分2.3節能布在空氣、土壤、地下水、地表水、生活污水、工業(yè)廢水之中。能源設計良好的水源熱泵機組,與空氣源熱泵相比,可以減少30%的電力消的緊張,讓我們開(kāi)始對這些低品位能源有了更多的關(guān)注。它們中有許多都是耗。與電供暖相比,可以減少70%以上的電力消耗。所以水源熱泵在節能的可再生的能源沒(méi)有污染,而且可以源源不斷的供給。城市生活污水作為人類(lèi)同時(shí),還減少和降低了發(fā)電時(shí)一次能源消耗中產(chǎn)生的污染排放和溫室效用。生活必不可少的附屬品蘊含著(zhù)巨大的能量,可以成為優(yōu)質(zhì)的低溫熱源,冬暖夏24一機多用節省固定投資涼,在采暖季和制冷季水溫都能保證變化不大,受氣候影響較小,同時(shí)污水的水利用一套設備既可制冷,也可供熱和提供生活熱水。對空調系統來(lái)說(shuō),由量穩定,是污水源熱泵的理想熱源于提供2種熱源,可節省一次性投資,其總資額近僅為傳統空調系統的70%本文通過(guò)對污水源熱泵一系列的分析對比進(jìn)一步論證了污水源熱泵的技80%術(shù)和經(jīng)濟優(yōu)勢,為推廣其在制冷和制熱中的應用,優(yōu)化資源配置提供依據2.5運行穩定、可靠,維護方便1污水源熱泵的工作原理污水水體的溫度一年四季較穩定,其波動(dòng)的范圍遠遠小于空氣溫度的變污水源熱泵就是以城市污水為提取和儲存能量的冷、熱源,借助壓縮機化,是很好的熱泵熱源及熱匯。水體溫度較恒定的特性,使熱泵機組運行更可系統,消耗少量電能,在冬季把存于水中的低位熱能“提取”出來(lái),為用戶(hù)供靠更穩定,其溫度特性與保證了系統的高效性和經(jīng)濟性,不存在空氣源熱泵的熱,夏季則把室內的熱量“提取”出來(lái),釋放到水中,從而降低室溫,達到制冬季除霜等難點(diǎn)問(wèn)題。由于系統簡(jiǎn)單、機組部件小及運行簡(jiǎn)單穩定,相對維冷的效果。根據污水和熱泵中的熱交換器是否直接進(jìn)行熱交換,污水源熱泵護費用也低,使用壽命可長(cháng)達20年以上?？煞譃橹苯永孟到y和間接利用系統。污水源熱泵直接利用系統是污水直接2.6應用范圍廣泛與熱泵的熱交換部分進(jìn)行熱交換,該系統多以處理水作為熱源。污水熱泵間據統計,我國現每年排放城市生活污水約1050億噸左右,按溫度升高或降泵進(jìn)行熱交換,該系統多以未處理水作為熱源。直接利用方式的熱能提取效建筑供熱和制冷,可廣泛應用于賓館、辦公樓、學(xué)校商場(chǎng)、住宅小區的率高,節能效果比增加一次換熱要好,一般直接利用方式的節能率比間接利用集中供熱制冷,以及其他商業(yè)和工業(yè)建筑空調,并可用于游泳池、乳制品加式高7%左右。工、啤酒釀造、室內種植和恒溫養殖等行業(yè)污水源熱泵的工作流程如圖1所示。冬季熱泵循環(huán)流程以實(shí)線(xiàn)標出,壓3污水源熱泵與其他同類(lèi)產(chǎn)品對比縮機排出的高溫高壓制冷劑氣體在換熱器II中冷凝放熱(為空調循環(huán)水加污水源熱泵比燃煤鍋爐環(huán)保,污染物的排放比空氣源熱泵減少40%以熱),經(jīng)膨脹閥降壓降溫后,在換熱器I中蒸發(fā)吸收污水的熱能。夏季制冷循比電供熱減少70%以上。它節省能源,比電鍋爐加熱節省2/3以上的電能,比環(huán)流程以虛線(xiàn)標出,此時(shí)換熱器I作為冷凝器將廢熱排給污水,換熱器I1作燃煤鍋爐節省1/2以上的燃料。由于污水源熱泵的熱源溫度全年較為穩定為蒸發(fā)器,為空調循環(huán)水提供冷源。在制熱過(guò)程中,壓縮機消耗一定量高位電其制冷、制熱系數比傳統的空氣源熱泵高出40%左右,其運行費用僅為普通能,加上蒸發(fā)器吸收污水的低位熱能輸出的高位熱能在數量上等于壓縮機耗中央空調的30%~55%。能的總和。污水源熱泵在夏季將污水作為熱匯、冬季作為熱源,開(kāi)辟了污水從設備投資方面看:污水熱能利用系統最少,為地下水熱泵系統的84資源利用的新途徑。10%,為燃氣+空冷空調系統的77.08%:污水熱能利用系統的設備投資為地下水水源熱泵系統的81.32%,為燃氣+空冷空調系統的227.08%?從年運行費用上看:燃氣+空冷空調系統的運行費用最高地下水水源熱空調用水泵系統次之,污水水源熱泵系統為最低,3種供能方式的年運行成本以污水熱能系統最低,僅為燃氣+空冷空調系統的46.19%,為地下水熱泵系統的72.壓縮機50%在投資有效期內(按20年考慮),綜合比較3種方案的費用,污水水源熱泵系統的總運行費用大約是地下水水源熱泵系統的70%左右,是燃氣+空冷空○調系統運行費用的45%左右。由此可見(jiàn),污水水源熱泵系統比其它兩方案更具經(jīng)濟性?？偟膩?lái)說(shuō),污水熱能利用系統的經(jīng)濟性是十分顯著(zhù)的污水源熱泵集制冷與供熱于一體,是一種節能、經(jīng)濟、環(huán)保的供熱方案。從經(jīng)濟效益、節能和環(huán)保等環(huán)保方面綜合考慮,在我們污水資源豐富的污水地區,應充分利用污水源熱泵進(jìn)行區域供熱參考文獻換熱I[]王宏哲城市污水熱能利用的探討[J.環(huán)境保護,2001,26(1):44-452]李業(yè)峰陳平利用熱泵技術(shù)回收城市污水中的熱泵[J.可再生能源,圖1水源熱泵工作原理圖2002,(6):23-24.2污水源熱泵的性能特點(diǎn)[3]周文忠、李建光、涂光備.污水源熱泵系統和污水冷熱利用前景2.1環(huán)保效益顯著(zhù)分析[J].暖通空調,2004.34(8):25-29.熱泵機組的運行沒(méi)有任何污染,沒(méi)有燃燒過(guò)程,避免了排煙染。供冷時(shí)省去了冷卻水塔,避免了冷卻塔的噪音,霉菌污染及水泵機組的運行不受天氣和溫度變化的影響,使用污水作為熱泵水源,源相比,可以避免大量開(kāi)采、回灌地下水對地下水造成的不良彩響,水資源的作用2.2高效污水源熱泵機組可利用的水體溫度冬季為10~20℃,水體溫度比環(huán)境空氣溫度低所以制冷的冷凝溫庋降低,使得冷卻效果好于風(fēng)冷式和冷卻塔式,機組效率提高,根據美國環(huán)保署EPA估計,安裝良好的水源熱泵,平均可以為用