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(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(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)或一組系統(tǒng)。針對(duì)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?。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(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R2工質(zhì)變成液體進(jìn)源,它的溫度一年四季相對(duì)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(jìn)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(yùn)(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(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)還是首次空調(diào)供水工程概況河西污水廠設(shè)計(jì)日處理10萬m3污水,遠(yuǎn)期20萬m3,水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)GB。目前共有熱泵6臺(tái)其中用于廠區(qū)供熱兩臺(tái)用于污水熱交換器空調(diào)系統(tǒng)兩臺(tái)用于洗浴熱水兩臺(tái)。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2000平方米運(yùn)行成本約10元/平方米;冬季供暖面積70平方米運(yùn)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(gè)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(jì)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(shí)測(cè)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)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(shí),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(jìn)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(jìn)入蒸發(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)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(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”綜合辦公樓食堂提供冬、夏季空調(diào)介質(zhì)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)或基本供熱介質(zhì)(3237℃);夏季冷負(fù)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(jìn)人蒸同時(shí),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(jì)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(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%~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(duì)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(duì)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8410%,為燃?xì)?空冷空調(diào)格。本廠泵房對(duì)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(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8132%,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(duì)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)?空冷器的用戶,設(shè)計(jì)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(duì)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4%左右。由此可見污水熱會(huì)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(duì)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(duì)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(dòng)該項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)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.