污水源熱泵技術(shù)介紹.doc

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1、城市原生污水源熱泵系統(tǒng)技術(shù)解析報(bào)告北京和利時(shí)恒業(yè)熱能科技有限公司二零一一年五月目錄一.建設(shè)污水源熱泵的意義…………………………………………3二、污水的熱能利用…………………………………………………4三．污水源熱泵的實(shí)現(xiàn)………………………………………………7四．污水源熱泵系統(tǒng)的效益分析……………………………………8一.建設(shè)污水源熱泵的意義：（1）緩解能源消耗緊張：在全國(guó)建筑能耗占總能耗的很大比例，而在建筑能耗中暖通空調(diào)的能耗更是占有舉足輕重的位置，預(yù)測(cè)2020年我國(guó)暖通空調(diào)能耗量將達(dá)到10億噸標(biāo)煤，占總能耗的30%以上。開(kāi)發(fā)利用低位可再生潔凈能源是暖通空調(diào)能源

2、消耗的新模式?？稍偕郧鍧嵞茉窗ㄌ?yáng)能、風(fēng)能、水能、生物質(zhì)能、地?zé)崮芎凸I(yè)余熱、城市廢熱等等，相對(duì)其他類(lèi)型的冷熱源，城市污水具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，是一種理想的低位冷熱源。利用污水作為冷熱源對(duì)建筑進(jìn)行采暖空調(diào)可以直接減少其他短缺能源的消耗，同時(shí)還可以達(dá)到廢物利用的目的，是資源再生利用，發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)，建設(shè)節(jié)約型社會(huì)，友好環(huán)境的重要措施。目前滿液式熱泵機(jī)組在蒸發(fā)器進(jìn)水溫度1℃以上時(shí)，機(jī)組制熱性能系數(shù)也在4以上，以火力發(fā)電效率0.33計(jì)算，熱泵機(jī)組的一次能源利用率大于1.33。而效率較高的集中供熱系統(tǒng)（燃煤或燃?xì)猓┮淮文茉蠢寐室矁H在0.65-0.9之間。因此熱泵系統(tǒng)節(jié)能

3、量達(dá)50%。（2）保護(hù)、友好環(huán)境：我國(guó)能源消耗中，煤占70%以上，以煤為主的能源結(jié)構(gòu)下，暖通空調(diào)用能是大氣污染的主要因素之一。在全球空氣污染最嚴(yán)重的10個(gè)城市中，中國(guó)占有5個(gè)，包括北京、上海、沈陽(yáng)、西安和廣州，北京冬季供暖期中（總懸浮顆粒物）、、、等嚴(yán)重超標(biāo)。資料表明，70%的、90%的、60%的和85%的礦物燃料生成的來(lái)自燃煤，暖通空調(diào)引起的污染物排放量占總排放量的15%以上。燃煤排放引起的酸雨污染已擴(kuò)展全國(guó)整個(gè)面積的30%-40%，造成的經(jīng)濟(jì)損失接近國(guó)民生產(chǎn)總值的2%。另外，全球等溫室氣體的排放給人類(lèi)帶來(lái)重大損失，全球溫暖化的經(jīng)濟(jì)成本是全球經(jīng)濟(jì)總產(chǎn)值（G

4、WP）的10%~20%。暖通空調(diào)的能源消耗給環(huán)境帶來(lái)了巨大壓力。原生污水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)是利用污水作為冷熱源（夏天制冷時(shí)往污水干渠里排放多余的熱量，冬天采暖時(shí)從污水里提取熱量為室內(nèi)供暖；因?yàn)榻?jīng)測(cè)量污水的溫度夏天低于室外溫度10度左右，冬天溫度可達(dá)10-15度左右，故此可以利用此溫差與室內(nèi)供冷和供暖），無(wú)燃燒、無(wú)排渣、無(wú)排煙等過(guò)程，無(wú)環(huán)境污染問(wèn)題。另外，污水經(jīng)過(guò)換熱設(shè)備后留下冷量或熱量返回到污水干渠，污水與其他設(shè)備或系統(tǒng)不接觸，密閉循環(huán)，不污染環(huán)境與其他設(shè)備或水系統(tǒng)。（3）有顯著經(jīng)濟(jì)效益：利用污水源熱泵系統(tǒng)供暖空調(diào)除具有重要的節(jié)能、環(huán)保意義以外，同時(shí)具有巨大的經(jīng)

5、濟(jì)效益。由于熱泵系統(tǒng)的主要能源消耗為電，因此電價(jià)費(fèi)用的高低直接決定了該系統(tǒng)的運(yùn)行成本，目前很多區(qū)域均享受民用電價(jià)，例如哈爾濱地區(qū)、沈陽(yáng)地區(qū)等，我們以民用電價(jià)0.55元/度來(lái)比較熱泵系統(tǒng)與集中供熱的運(yùn)行費(fèi)用。以該地區(qū)建筑面積1萬(wàn)m2為例，供暖設(shè)計(jì)負(fù)荷按40w/m2（實(shí)際發(fā)生量）計(jì)算，供熱負(fù)荷為400kW，污水源熱泵的運(yùn)行費(fèi)用為：供熱設(shè)計(jì)負(fù)荷÷熱泵制熱系數(shù)×輔助能耗系數(shù)×供暖平均負(fù)荷系數(shù)×運(yùn)行天數(shù)×天運(yùn)行小時(shí)數(shù)×電價(jià)=400÷4×1.10×0.7×141×24×0.55=14.3（萬(wàn)元）地區(qū)集中供熱系統(tǒng)按面積分?jǐn)傎M(fèi)用為建筑面積19.8元/m2。每萬(wàn)m2建筑面積分

6、攤費(fèi)用為19.8萬(wàn)元。因此熱泵系統(tǒng)較集中供熱系統(tǒng)每萬(wàn)m2節(jié)省運(yùn)行費(fèi)用5.5萬(wàn)元，節(jié)省率為27.7%。當(dāng)然在收取19.8元/m2的分?jǐn)傎M(fèi)用中，集中供熱系統(tǒng)的熱力公司也含有部分經(jīng)濟(jì)利潤(rùn)，單純利用熱泵的運(yùn)行成本與集中供熱的分?jǐn)傎M(fèi)用來(lái)比較有欠妥之處。但熱泵系統(tǒng)具有較大的一次能源節(jié)能潛力，從國(guó)民經(jīng)濟(jì)的角度上看，經(jīng)濟(jì)效益是非常顯著的，因?yàn)閷?shí)際的火力發(fā)電成本也就0.2~0.3元/度，而且我國(guó)冬季供暖期間電力是過(guò)剩的。二、污水的熱能利用城市污水是一種寶貴的可再生資源，包括污水回用、污泥利用和熱能回收，其中污水熱能回收是城市污水資源化的重要組成部分之一。城市污水?dāng)y帶的熱量是城

7、市廢熱之一，占城市廢熱排放的很大比例，據(jù)調(diào)查日本城市污水廢熱比例占40%，我國(guó)平均比例在16%左右，經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)占30%以上，隨著居民生活水平的不斷提高，該比例還會(huì)逐年大幅度增加。因此，要節(jié)能環(huán)保，要進(jìn)行廢熱回收利用，城市污水是必不可少的重要的一項(xiàng)。另外，城市污水是通過(guò)市政污水管網(wǎng)排放至污水處理廠，即可通過(guò)污水干線分散利用，也可在污水處理廠集中利用建設(shè)熱泵站。2.1污水特性分析城市污水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)是利用污水流量大，水質(zhì)穩(wěn)定，常年溫度在13℃至25℃等特點(diǎn)，以污水作為冷、熱源進(jìn)行制冷、制熱循環(huán)的一種空調(diào)系統(tǒng)。以北京地區(qū)為例，監(jiān)測(cè)資料顯示，冬季城市污水的溫度在

8、12—20℃，水中蘊(yùn)藏著大量的低溫?zé)崮埽俏鬯礋岜?/p>