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)◆ Chapin 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、冬季采曖,其他設備間只考慮冬熱點(diǎn)。城市污水是一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,一期占地面積2170110h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12763m2。廠(chǎng)區18h運行計算。內有24h不間斷的處理后中水,夏季溫度在18~20通過(guò)負荷計算軟件得出本項目夏季最大冷負荷℃,冬季溫度在12~16℃。950kW,冬季最大熱負荷1400kW,無(wú)生活熱水負荷0中央空調市場(chǎng)·2010年3月→第3輯Chapin Jishu技術(shù)32熱源水情況34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℃;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12~16℃,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:C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1)。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So2Nc單位mg/I mg/l mg/1 ppm ppm保溫管直埋方式,并在每個(gè)建筑物管道污水處理廠(chǎng)257.6入口處安裝平衡閥有效的保證了水系C'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。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,在冬季采變剩成票水曖工況時(shí)至少要保證一臺機組能運行熱泵機組選用煙臺荏原生產(chǎn)的2臺螺桿降膜式熱泵機組(型號: RHSBW-185HJ滿(mǎn)負荷制冷量:688W/臺×2臺水源原抓雯=1376kW(中水溫度20~27℃,COP中電,H-181為6.0)中滿(mǎn)負荷制熱量:729kW/臺×2臺=1458kW(中水溫度12~6℃,COP為4主土魔可以看到夏季制冷時(shí),利用中水作C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)管形式,綜合辦公樓內,采用臥式暗裝風(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、側送側回方式,風(fēng)機盤(pán)管設置在走廊吊頂內。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)管形式嚴品技術(shù)◆ Chanin Jishu36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暖方式”初投資冬季采暖運行費用說(shuō)明全國每年排放城市生活污水500億t左右,按溫木源熱30萬(wàn)元47元/果季建筑面積(126m度升高或降低5℃計算,若全部開(kāi)發(fā)所貢獻出的熱或城巾熱阿采暖費用冷10億M,這部分熱量可供20億m2建筑供熱和制按建筑血積335元城市熱網(wǎng)3190萬(wàn)元427561元/采暖季/m2年冷。對污水熱量加以利用不但可以大大降低投資及(1)-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年即可回收(且城市熱網(wǎng)方式未加上夏熱泵技術(shù)前景非常廣闊素季制冷系統的初投資)(2)城巾熱網(wǎng)只能解決采暖,污水源熱泵即能制冷又能參考文獻][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》、可再生能區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》等法中國建筑工業(yè)出版社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。42中央空調市場(chǎng)·2010年3月第3輯