資源描述：
《污水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫(kù)。
1、污水源熱泵系統(tǒng)設(shè)計(jì)工程應(yīng)用摘要：本文論述了污水源熱泵系統(tǒng)在某冷熱源系統(tǒng)改造工程的應(yīng)用。通過設(shè)置換熱池，應(yīng)用聚合物換熱器實(shí)現(xiàn)污水再生水與二次介質(zhì)水的間接換熱。本文分別對(duì)系統(tǒng)原理、污水再生水換熱池、一、二次水系統(tǒng)以及曝氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)進(jìn)行了全面介紹，并分析該系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)。關(guān)鍵詞：污水源熱泵聯(lián)合供能污水換熱池聚合物換熱器曝氣系統(tǒng)1.工程概況本工程位于北京市延慶區(qū)，總建筑面積約為43613平方米。設(shè)計(jì)內(nèi)容為空調(diào)系統(tǒng)改造。原空調(diào)系統(tǒng)以地源熱泵作為冷熱源，本次改造引入另外兩種清潔能源，分別為新打地?zé)峋鳛榭照{(diào)熱源；引
2、入污水處理廠再生水作為冷熱源?，F(xiàn)狀空調(diào)系統(tǒng)分為三個(gè)獨(dú)立的子系統(tǒng)，由三個(gè)冷熱源機(jī)房分別服務(wù)三個(gè)區(qū)域。本次改造將新增的兩種冷熱源分別引入三個(gè)冷熱源機(jī)房，與原有地源熱泵介質(zhì)水聯(lián)合供冷供熱。改造后的系統(tǒng)原理圖詳見附圖1。本文主要論述污水處理廠再生水作為冷熱源的設(shè)計(jì)部分。2.污水再生水換熱系統(tǒng)介紹延慶污水處理廠與本工程所在地一墻之隔，距離約為170米。該污水處理廠日處理污水量為28000噸/天，處理后再生水平均水溫為13℃，冬夏水溫較為穩(wěn)定，處理水量較為可靠，可作為天然的空調(diào)冷熱源。污水經(jīng)過格柵除污機(jī)進(jìn)行前處理
3、后，流入現(xiàn)狀的污水再生水儲(chǔ)水池，之后被引入換熱池與二次介質(zhì)水換熱后，排入市政污水管道。污水在生水作為冷熱源的一次側(cè)，二次側(cè)的介質(zhì)水與一次水換熱后直接供至各冷熱源機(jī)房。因此二次水為清潔的介質(zhì)水，避免了二次側(cè)系統(tǒng)中堵塞、腐蝕、污染、維修清理費(fèi)用高等問題。此外，本工程為改造工程，可保留原有地源熱泵機(jī)組，不必更換為專用污水源熱泵機(jī)組，從而節(jié)省一部分初投資。在污水處理廠室外新建一座地下的污水換熱池，一、二次水的換熱在換熱池中實(shí)現(xiàn)。換熱池中放置污水換熱器，并且引入污水再生水，系統(tǒng)原理如圖1所示。圖1污水源熱泵系統(tǒng)
4、原理圖3.污水換熱池設(shè)計(jì)3.1換熱器設(shè)計(jì)計(jì)算本工程建筑功能為三星級(jí)酒店、宿舍、辦公等，用水時(shí)間為24小時(shí)，該污水處理廠日處理污水量為28000噸/天，理后的污水源源不斷地匯入現(xiàn)狀污水池，平均小時(shí)排水量約為1167m3/h。為了保證其作為冷熱源的可靠性，低峰排水時(shí)取0.5的系數(shù)，約為580m3/h。以此水量進(jìn)行換熱器選型計(jì)算依據(jù)。地源熱泵機(jī)組夏季冷凝器設(shè)計(jì)溫度為45/40℃，冬季蒸發(fā)器設(shè)計(jì)溫度為9/4℃，選擇換熱器時(shí)冬季較為不利，因此以冬季工況進(jìn)行選型計(jì)算。該換熱池的設(shè)計(jì)換熱量為3000kW，污水設(shè)計(jì)溫
5、度為13/8℃。根據(jù)公式（一）可求得污水側(cè)、二次介質(zhì)側(cè)水流量均520m3/h，與污水處理廠低峰小時(shí)排水量匹配。G=Qc??t公式（一）F=QK?B??tpj公式（二）本工程選用美國(guó)FAFCO的聚合物換熱器，片狀結(jié)構(gòu)，每片長(zhǎng)約3.66米，寬約1.22米。上下各有D63集分水器頭一個(gè)，中間為200根外徑6.5mm管道，壁厚0.5mm，工作壓力不小于10公斤，傳熱系數(shù)為160W/m2，換熱器詳圖見圖2。根據(jù)換熱器傳熱面積公式（二），平均溫差?tpj取算術(shù)平均溫差為8.5℃，,水垢系數(shù)B取0.6，得出換熱器傳
6、熱面積共3676m2，單臺(tái)換熱器換熱面積為10m2，考慮15%的換熱損失及富余量，可計(jì)算出共需要420塊散熱器。10塊換熱器連接為一組，共需要42組。圖2換熱器詳圖3.2污水換熱池土建設(shè)計(jì)根據(jù)換熱器的數(shù)量及布置來設(shè)計(jì)換熱池尺寸大小。新建換熱池長(zhǎng)17米，寬7米，高5.25米，位于凍土層以下，換熱池及換熱器布置圖見圖3。圖3換熱器布置平面圖該換熱池的污水引自現(xiàn)有污水池，將新建換熱池與現(xiàn)狀污水池用管子連通，利用U型管等液位的原理使水自動(dòng)流入新建換熱池。兩個(gè)水池的高度相對(duì)位置如圖4所示。利用兩池的液位差來克服
7、兩水池內(nèi)部以及連通管的壓力損失，因此新建換熱池水位要低于原有污水池水位。由于兩水池橫截面積較大，流速較低，阻力可忽略不計(jì)。進(jìn)出水管采用無縫鋼管，壓力損失計(jì)算應(yīng)用海澄-威廉公式（三），根據(jù)水力計(jì)算可確定管路總阻力為7.1kPa，考慮兩水池內(nèi)的阻力取1.4的富裕系數(shù)，則總阻力為10kPa換算為1m的水頭，因此確定兩池液位差為1m，用以克服摩擦阻力及換熱器阻力。從而最終確定換熱池的深度。圖4換熱池剖面圖?Pm=105Ch-1.85dj-4.87qg1.85L（公式三）式中?Pm——計(jì)算管段的沿程水頭損失（k
8、Pa）dj——鋼管內(nèi)徑（m）qg——流量（m3/s）L——計(jì)算管段長(zhǎng)度（m）Ch——海澄-威廉系數(shù)3.3水系統(tǒng)設(shè)計(jì)一次水污水再生水下進(jìn)上出、二次水介質(zhì)水上進(jìn)下出，為逆流換熱。一次水污水側(cè)為開式系統(tǒng)，污水取自現(xiàn)狀水池、排至市政污水管，以上節(jié)所述的兩池液位差為系統(tǒng)動(dòng)力，流量為該污水處理廠平均小時(shí)污水處理量。污水進(jìn)、出水管管徑取DN400，流速約為1.12m/s。為盡可能保證換熱池內(nèi)一次水供水均勻，將污水進(jìn)水管延寬度方向分兩路對(duì)稱布置，進(jìn)水口延長(zhǎng)度方向每隔1米
