玉想技術(shù)165淺析污水源熱泵技術(shù)在污水處理中的應(yīng)用劉宜勉’戴英新2(新疆烏魯木齊河西水務(wù)有限公司新疆烏魯木齊830031摘要本文通過水源熱泵在烏魯木齊市某污水處理廠的應(yīng)用,詳細介紹了水源熱泵的工作原理、運行成本、工作特點和實際經(jīng)驗,繼而闡述了水源熱泵在污水處理廠的應(yīng)用前景。關(guān)鍵詞水源熱泵污水處理廠水源熱泵是以水為介質(zhì)來提取能量實現(xiàn)制熱和制冷的一質(zhì)又回到壓縮機這樣不斷循環(huán)致使不斷將污水中低品位熱個或一組系統(tǒng)。針對水源熱泵機組就是通過消耗少量高品位能轉(zhuǎn)變?yōu)楦咂肺粺崮?。能量將地表水中不可直接利用的低品位熱量提取出來變?夏季刺冷工況。由壓縮機排出高溫高壓氣態(tài)R22工質(zhì)通可以直接利用的高品位能源的裝置。過管道進入冷凝器與中介水(軟化水)發(fā)生熱交換中介水通過城市污水是北方寒冷地區(qū)不可多得的熱泵熱源和空調(diào)冷殼管式換熱器與污水發(fā)生熱交換冷凝后R2工質(zhì)變成液體進源,它的溫度一年四季相對穩(wěn)定(冬季比環(huán)境空氣溫度高約人節(jié)流閥節(jié)流后的R2工質(zhì)變成低溫、低壓氣液混合體進入25℃,夏季比環(huán)境空氣溫度低約10℃),是很好的熱泵熱源和空蒸發(fā)器,在蒸發(fā)器中R22工質(zhì)完全蒸發(fā)為氣體并吸收內(nèi)循環(huán)水調(diào)冷源—這種溫度特性使得污水源熱泵比傳統(tǒng)空調(diào)系統(tǒng)運(軟化水)中的熱量。內(nèi)循環(huán)水被冷卻到7℃左右通過分水器由行效率要高它的性能系數(shù)既每消耗1的能量所獲取的能量)管道送到每個房間的風機盤管實現(xiàn)送冷汽化后的工質(zhì)又再可達到4~5故節(jié)能和節(jié)省運行費用效果顯著近幾年隨著熱次進人壓縮機,如此連續(xù)不斷產(chǎn)生冷水產(chǎn)生的熱量則通過冷泵技術(shù)的發(fā)展在北京石家莊天津等地的污水處理廠相繼建凝器不斷被中介水和污水帶走。圖1為運行原理圖。成了規(guī)模不等的熱泵系統(tǒng)。但是,烏魯木齊市污水處理廠使用熱泵技術(shù)還是首次空調(diào)供水工程概況河西污水廠設(shè)計日處理10萬m3污水,遠期20萬m3,水質(zhì)標準GB。目前共有熱泵6臺其中用于廠區(qū)供熱兩臺用于污水熱交換器空調(diào)系統(tǒng)兩臺用于洗浴熱水兩臺。本工程總投資800萬元,平均運行成本約20元/平方米,其中夏季制冷面積2000平方米運行成本約10元/平方米;冬季供暖面積70平方米運行成過濾器污水泵本約30元/平方米。該廠將供熱(制冷)區(qū)域劃分為四個部分:在冬季辦公樓單身宿舍及各車間的值班室27℃廁所14℃,圖1為適行原理圖各車間的無人區(qū)12℃,車庫5℃;在夏季辦公樓、單身宿舍及二設(shè)計參數(shù)各車間的值班室20℃廁所各車間的無人區(qū)、車庫不考慮。目1氣象參數(shù)。根據(jù)實測污水水溫資料分析,烏市最低水溫為前熱泵運行情況良好。該廠在污水進廠的總出水口建設(shè)空調(diào)132℃冬季水溫變化范圍在148℃-132℃,夏季水溫變化范水源水采集系統(tǒng)直接利用處理過的污水。同時,在污水源泵房圍在179℃-146℃可以滿足水源熱泵提取4℃水溫的要求。設(shè)置了除污器。2溫度參數(shù)。冬季,污水平均水溫約14℃,經(jīng)換熱器換熱該廠采用了安裝水一水熱交換器的水源熱泵系統(tǒng),其工后回水溫度為10℃。熱泵冷凝水器出水作為供暖系統(tǒng)循環(huán)水,作原理如下供回水溫度為55℃~45℃;夏季,污水溫度約為18℃,經(jīng)換熱1冬季制熱工況。污水由污水提升泵抽入殼管式換熱器,器換熱后回水溫度為20℃,熱泵蒸發(fā)器出水為制冷系統(tǒng)冷凝在換熱器內(nèi)與中介水(軟化水)進行熱交換冷卻污水回流到市水供回水溫度為7℃-12℃。該系統(tǒng)冬夏兩季工況的轉(zhuǎn)換通過政污水管網(wǎng)而加熱的中介水進入蒸發(fā)器由壓縮機排出高溫切換閥門來實現(xiàn),熱泵機組為廠區(qū)各類泵房及附屬建筑物提供高壓氣態(tài)工質(zhì)R22進入冷凝器,與內(nèi)循環(huán)水(軟化水)發(fā)生熱交冬季低溫采暖供熱介質(zhì)(6550℃)冬季采暖負荷505KW還為換將內(nèi)循環(huán)水加熱經(jīng)分水器由管道輸送到各個“風機盤管”綜合辦公樓食堂提供冬、夏季空調(diào)介質(zhì)冬季熱負荷235KW實現(xiàn)供熱,而經(jīng)過冷凝器的R22工質(zhì)在高壓下變?yōu)橐簯B(tài)或基本供熱介質(zhì)(3237℃);夏季冷負荷286KW制冷介質(zhì)(127℃)變?yōu)橐簯B(tài),液態(tài)R22工質(zhì)通過節(jié)流閥等后壓力下降,并進人蒸同時,為廠區(qū)浴室及辦公樓提供熱水介質(zhì)溫度(45℃),滿足了發(fā)器。在氣化過程中大量吸取中介水熱能而完全汽化后的工設(shè)計要求。166 GONGCHENGJISHU三、技術(shù)應(yīng)用分析冷、制熱系數(shù)比傳統(tǒng)的空氣源熱泵高出40%左右,其運行費用1污水處理技術(shù)的選擇。由于污水中含有固體懸浮物等,僅為普通中央空調(diào)的30%~55%。因此,污水源熱泵有著廣闊的需要采用污水防阻過濾器對污水進行過濾處理加之污水內(nèi)微應(yīng)用前景。生物容易在熱泵機組內(nèi)壁結(jié)垢影響換熱,污水容易引起熱泵機1從設(shè)備投資方面看:在計增容費的情況下,污水熱能利組換熱器腐蝕污水滲漏等原因故技術(shù)上對水質(zhì)要求比較嚴用系統(tǒng)最少,為地下水熱泵系統(tǒng)的8410%,為燃氣+空冷空調(diào)格。本廠泵房對污水熱量利用采用直接換熱方式這就要求解系統(tǒng)的708%;在不計增容費的情況下,污水熱能利用系統(tǒng)的決好熱泵系統(tǒng)阻塞腐蝕結(jié)垢以及污水滲漏等問題。因此,水設(shè)備投資為地下水水源熱泵系統(tǒng)的8132%,為燃氣+空冷空源泵的運行管理起著重要作用。由此看出,保證熱泵系統(tǒng)的進調(diào)系統(tǒng)的227.08%水水質(zhì)是從污水中經(jīng)濟回收能量的關(guān)鍵。2從年運行費用上看:燃氣+空冷空調(diào)系統(tǒng)的運行費用最貌之熱用戶的問題。冬季熱源泵提供的熱水溫度是45℃-高地下水水源熱泵系統(tǒng)次之污水水源熱泵系統(tǒng)為最低。3種能滿足空調(diào)系統(tǒng)用戶的要求。但對于廠區(qū)車間使用散熱供能方式的年運行成本以污水熱能系統(tǒng)最低,僅為燃氣+空冷器的用戶,設(shè)計溫度為55℃-60℃,在冬季最冷的月份,則不能空調(diào)系統(tǒng)的4619%,為地下水熱泵系統(tǒng)的7250%在投資有效滿足車間熱用戶的要求,造成車間氣溫偏低—針對這個情期內(nèi)(按20年考慮),綜合比較3種方案的費用,污水水源熱泵況,則采用燃氣鍋爐輔助供熱的方式加以調(diào)節(jié)。系統(tǒng)的總運行費用大約是地下水水源熱泵系統(tǒng)的70%左右是3使用管理。在使用中應(yīng)該選用質(zhì)量較好的閥門,反之則燃氣+空冷空調(diào)系統(tǒng)運行費用的4%左右。由此可見污水熱會直接影響到空調(diào)系統(tǒng)的安全運行。此外,在使用過程中,還應(yīng)能利用系統(tǒng)的經(jīng)濟性是相當顯著的。不斷對機組系統(tǒng)調(diào)節(jié)至最佳工況,以降低能耗五、結(jié)論和建議4降低技術(shù)風險。為確保污水處理廠在污水取水以及設(shè)備首先污水處理廠使用污水源熱泵技術(shù),對節(jié)能降耗起著停水檢修期間冷熱供應(yīng)系統(tǒng)的可靠性,尤其在北方地區(qū)應(yīng)有積極作用。其次污水源熱泵系統(tǒng)供暖方式為城市污水熱能利備用的鍋爐作為緊急狀態(tài)下使用。用提供了新的思路。由于污水源熱能利用是符合循環(huán)經(jīng)濟理念四、經(jīng)濟效益分析的新型方式故應(yīng)制定更加詳細可操作性強的有利于污水源污水源熱泵是利用污水處理廠出水量大,水質(zhì)穩(wěn)定,常熱泵系統(tǒng)實施的政策和措施以推動該項技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)年溫度在13至25攝氏度等特點,以污水作為熱源進行制冷、制熱循環(huán)的一種空調(diào)裝置。污水源熱泵具有熱量輸出穩(wěn)定參考文獻COP值高、換熱效果好、機組結(jié)構(gòu)緊湊等優(yōu)點,是實現(xiàn)污水資[1]張衛(wèi)江,龔建新,謝玉琴,王曉燕污水源熱泵系統(tǒng)在烏源化的有效途徑。污水源熱泵比燃煤鍋爐環(huán)保,污染物的排放魯木齊地區(qū)的運用比空氣源熱泵減少40%以上,比電供熱減少70%以上。它節(jié)省[2]李莉,蔣露污水源熱泵技術(shù)在污水處理廠中的應(yīng)用能源,比電鍋爐加熱節(jié)省23以上的電能,比燃煤鍋爐節(jié)省1n[3]林真國等.供冷供熱的可行性分析.中國給水排水,以上的燃料。由于污水源熱泵的熱源溫度全年較為穩(wěn)定,其制2010.1.