工程技術(shù)CONGCHENGJISHU 165淺析污水源熱泵技術(shù)在污水處理廠中的應(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(xì)介紹了水源熱泵的工作原理、運(yùn)行成本、工作特點(diǎn)和實(shí)際經(jīng)驗(yàn),繼而闡述了水源鵝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(shí)現(xiàn)制熱和制冷的一質(zhì)又回到壓縮 機(jī),這樣不斷循環(huán),致使不斷將污水中低品位熱個(gè)或- -組系統(tǒng)。針對水源熱泵機(jī)組,就是通過消耗少量高品位能轉(zhuǎn)變?yōu)楦咂肺粺崮堋Ｄ芰?將地表水中不可直接利用的低品位熱量提取出來,變成2.夏季制冷工況。由壓縮機(jī)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(jìn)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R22工質(zhì)變成液體進(jìn)源，它的溫度- -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R22工質(zhì)變成低溫、低壓氣液混合體進(jìn)入25C,夏季比環(huán)境空氣溫度低約10C),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)冷源一這種溫 度特性使得污水源熱泵比傳統(tǒng)空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)(軟化水)中的熱量。內(nèi)循環(huán)水被冷卻到7C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(gè)房間的“風(fēng)機(jī)盤管”實(shí)現(xiàn)送冷 ,汽化后的工質(zhì)又再可達(dá)到4~ 5,故節(jié)能和節(jié)省運(yùn)行費(fèi)用效果顯著。近幾年,隨著熱次進(jìn)人壓縮機(jī),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(yùn)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?？照{(diào)供水空調(diào)回水-、工程概況.熱系機(jī)組河西污水廠設(shè)計(jì)日處理10萬m'污水，遠(yuǎn)期20萬m',水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)1GB.目前共有熱泵6臺,其中用于廠區(qū)供熱兩臺,用于「污水熱交換器中水空調(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(yùn)行成本約20元/平方米,其中夏季制冷面積20000平方米，名Ho運(yùn)行成本約10元1平方米;冬季供曖面積7000平方米,運(yùn)行成循環(huán)泵過謔器污水泵本約30元1平方米。該廠將供熱(制冷)區(qū)域劃分為四個(gè)部分:在冬季,辦公樓、單身宿舍及各車間的值班室27C ,廁所14C,圈1為運(yùn)行原理圖各車間的無人區(qū)12C,車庫5C;在夏季,辦公樓單身宿舍及二、設(shè)計(jì)參數(shù)各車間的值班室20°C ,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(shí)測污水水溫資料分析,烏市最低水溫為前,熱泵運(yùn)行情況良好。該廠在污水進(jìn)廠的總出水口建設(shè)空調(diào)13.2C,冬季水溫變化范圍在14.8C ~ 13.29C ,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(shí),在污水源泵房圍在17.9C ~ 14.6C,可以滿足水源熱泵提取4C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14C ,經(jīng)換熱器換熱該廠采用了安裝水- -水熱交換 器的水源熱泵系統(tǒng)，其工后回水溫度為10C。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55C ~ 45C;夏季,污水溫度約為18C ,經(jīng)換熱1.冬季制熱工況。污水由污水提升泵抽人殼管式換熱器,器換熱后回水溫度為20C,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(jìn)行熱交換,冷卻污水回流到市水,供回水溫度為7C ~ 12C。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(jìn)人蒸發(fā)器,由壓縮機(jī)排出高溫切換閥門來實(shí)現(xiàn),熱泵機(jī)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(jìn)人冷凝器,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)(65/50C)。冬季采暖負(fù)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(gè)“風(fēng)機(jī)盤管”綜合辦公樓 拿堂挪供冬.夏垂空謂介盾,冬季熱負(fù)荷235KW,實(shí)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Y中國煤化工,制冷介質(zhì)(12/7C)。.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(jìn)入蒸同時(shí),為C N M H G質(zhì)溫度(45C),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(jì)要求。2011.3C下半期和D .DALUQIAOSHIYE大陸橋枧野工程技術(shù)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(yùn)行費(fèi)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%- -5%。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(jìn)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(jī)組內(nèi)壁結(jié)垢影響換熱,污水容易引起熱泵機(jī)1.從設(shè)備投資方面看:在計(jì)增容費(fèi)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(yán)用系統(tǒng)最少 ,為地下水熱泵系統(tǒng)的84.10% ,為燃?xì)?空拎空調(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 77.08%;在不計(jì)增容費(fèi)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81.32%，為燃?xì)?空冷空源泵的運(yùn)行管理起著重要作用。由此看出,保證熱泵系統(tǒng)的進(jìn)調(diào)系統(tǒng)的 227.08%。水水質(zhì)是從污水中經(jīng)濟(jì)回收能量的關(guān)鍵。2.從年運(yùn)行費(fèi)用上看:燃?xì)?空冷空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行費(fèi)用最2.熱用戶的問題。冬季熱源泵提供的熱水溫度是45C~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5oC,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(yùn)行成本以污水熱能系統(tǒng)最低,僅為燃?xì)?空拎器的用戶,設(shè)計(jì)溫度為5sC ~ 60吧,在冬季最冷的月份,則不能空調(diào)系統(tǒng)的 46.19% ,為地下水熱泵系統(tǒng)的72.50%。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(gè)情 期內(nèi)(按20年考慮),綜合比較3種方案的費(fèi)用,污水水源熱泵況,則采用燃?xì)忮仩t輔助供熱的方式加以調(diào)節(jié)。系統(tǒng)的總運(yùn)行費(fèi)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?xì)?+空冷空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行費(fèi)用的45%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(yùn)行。此外,在使用過程中,還應(yīng)能利用系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性是相當(dāng)顯著的。不斷對機(jī)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(fēng)險(xiǎn)。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(jì)理念四、經(jīng)濟(jì)效益分析的新型方式,故應(yīng)制定更加詳細(xì)可操作性強(qiáng)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(shí)施的政策 和措施,以推動該項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展。年溫度在13至25攝氏度等特點(diǎn),以污水作為熱源進(jìn)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(xiàn)COP值高、換熱效果好、機(jī)組結(jié)構(gòu)緊湊等優(yōu)點(diǎn),是實(shí)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(yùn)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2/3以上的電能,比燃煤鍋爐節(jié)省12[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.中國煤化工MYHCNMHG大陸橋視野IAL LDIADSHIYE 201-3(下半月和