污水源热泵空调系统的设计及应用

《污水源热泵空调系统的设计及应用》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、污水源热泵空调系统的设计及应用山东建筑大学曲云霞黄峰楚广明烟台和立空调装饰有限公司胡加升中国石化齐鲁有限公司供排水厂王伟华摘要：齐鲁石化水厂原来采用分体空调对车间供冷，冬季采用蒸汽换热后制备热水后对车间和办公楼进行供热。现在对原有空调及采暖系统进行改造，采用设计方案为：夏季利用地下水作为热泵机组的冷却水源为办公建筑与车间提供冷冻水，采用风机盘管作为末端设备来进行降温；冬季利用该厂丰富的温度为30-40℃的工业污水作为机组的吸热源，为车间及办公楼提供热。经过一个冬季的使用结果表明，供热效果良好，而且在夏季空调面积增加的情况下，增加的设备投资在两年内即可收回。关键词

2、：污水源热泵；工业污水；供冷；供热1、前言随着国民生产的发展，我国城市污水厂的处理量增长较快。根据《国家环境保护“九五”计划和2010年远景目标》，2005年污水处理量达到200108m3左右，2010年城市集中污水处理率将达40%，新增城市污水处理厂1000余座，到2015年城市污水年处理量将达到360.95108m3。城市污水具有量大、集中、水质较为稳定的特点，把经过处理的污水回用于工业、市政、农业、建筑等领域，大力发展城市污水资源化，对于贯彻落实可持续发展战略，妥善处理好经济发展同人口、资源、环境的关系，具有十分重要的意义。城市污水资源化是结合我国水、能源

3、以及环境状况提出的发展国民经济的有效途径。对城市污水进行回用，一定程度上缓解了我国的水资源缺乏问题；开发利用污水中所蕴含的低位能源，为我国国民生产提供部分清洁能源，可以取代部分燃煤锅炉，以适当缓解我国的环境问题；在尚未有效利用的低温能源中，城市废热之一的污水因一年四季温度变化较小，数量稳定，具有冬暖夏凉的温度特征，且储存的热量较大，易于通过现有的城市污水管道进行收集等特点，而被公认是可回收和利用的清洁能源，污水源热泵技术即是利用该低位能源的有效途径之一。随着人民生活水平的提高，在空调和热水供应方面所消耗的能源显著增加，而这种能源需求对温度要求通常是在50℃~60

4、℃的中低温区域。对这部分能源的消费，大多是通过燃烧化石燃料来获取几百度到上千度以上的高位能源来实现，从而导致大量的能源浪费。如果通过利用城市污水中热能来满足这部分能源需求，将节省高品位能源，提高能源的综合利用率。污水源热泵是利用污水处理厂中水或原生污水出作为热源进行制冷、制热循环的一种空调装置。它具有热量输出稳定、COP值高、换热效果好、机组结构紧凑等优点，是实现污水资源化的有效途径。2、污水源热泵系统的类型4污水源热泵系统按照其使用的污水的处理状态可分为以未处理过的污水作为热源/热汇的污水源热泵系统和以二级出水或中水作为热源/热汇的污水源热泵系统；根据污水与热

5、泵的热交换部分是否直接进行热交换，可分为间接利用系统和直接利用系统；从工况转换方式上看，大体可分为两种：一种是制冷剂流向的切换，即通过四通换向阀的换向来实现制热工况和制冷工况的转换；另一种是水切换式，即通过阀门改变水流方向来实现工况转换。由于考虑到污水水质及污水中污物对热泵机组的影响，目前国内多采用间接式污水源热泵系统。本文中的实例即为利用工业污水的间接式污水源热泵系统。3、工程概况中国石化齐鲁有限公司供排水厂（以下简称齐鲁石化水厂）主要负责处理“引黄济青”工程中淄博段黄河给水的处理和销售，以及中国石化齐鲁有限公司生产过程中污水的处理和排放。进入该厂的污水温度为

6、30~40℃，为了满足污水处理工艺过程的要求，在处理过程中，要向污水中加入大量的地下水，以降低污水的温度达到排放指标。该厂主要由净化车间、设备间、库房和办公楼组成，总建筑面积约为9000平方米。净化车间全年需要保持一定的温度，因此原有设计方案为，净化车间冬季利用汽—水换热器换热制备低温热水来供暖，末端设备为暖气片；夏季采用150台分体空调维持室内温度；办公楼和设备间冬季均采用散热器热水供暖，夏季无空调设施。因此原有夏季空调面积大约为3000m2，冬季供暖面积约为5500m2。根据厂方提供的数据，该厂冬季采暖所耗费用为85万元，夏季空调所耗电的费用为48万元，因此

7、厂家觉得费用太高，希望能够根据该厂现有条件，对原有系统进行改造和设计，降低运行费用。4、空调方案设计4.1全年空调方案通过调查发现，该厂有优越的自然条件可以利用，首先有充沛的地下水资源，可利用的深井水流量在100m3/h以上，地下水温度为16～20℃；其次具有大量工业污水，污水温度为30～40℃。这些有利条件很适合使用水源热泵空调来为厂区供冷和供热。经过与厂方协商，决定采用水源热泵空调系统，具体方案如下：冬季，直接利用生产污水作为办公楼、设备间、库房和净化车间的吸热源向房间供热。为了节省设备费用，冬季设备间和净化车间仍采用原有的散热器供暖，只有办公楼和车间的值班

8、岗位增设了风机盘管作为房