山东水地源热泵专家制冷供暖 一机多用

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污水源热泵工作原理及效益分析

来源:山东广大空调 浏览: 发布日期:2016-03-30 17:29

  所谓污水源热泵,主要是以城市污水做为提取和储存能量的冷热源,借助热泵机组系统内部制冷剂的物态循环变化,消耗少量的电能,从而达到制冷制暖效果的一种创新技术。

  城市污水源热泵空调技术能实现冬季供暖、夏季空调、全年生活热水供应(很廉价的热水供应方案)、夏季部分免费生活热水供应。城市污水热泵空调是一项高新技术,具有节能、环保及经济效益,符合经济与社会的可持续性发展战略。城市污水源热泵机组以污水为冷热源,冬季采集来自污水的低品位热能,借助热泵系统,通过消耗部分电能(1份),将所取得的能量(大于4份)供给室内取暖;在夏季把室内的热量取出,释放到水中,以达到夏季空调的目的。

  1、污水源热泵的工作原理

  污水源热泵的主要工作原理是借助污水源热泵压缩机系统,消耗少量电能,在冬季把存于水中的低位热能“提取”出来,为用户供热,夏季则把室内的热量“提取”出来,释放到水中,从而降低室温,达到制冷的效果。其能量流动是利用热泵机组所消耗能量(电能)吸取的全部热能(即电能+吸收的热能)一起排输至高温热源,而起所消耗能量作用的是使介质压缩至高温高压状态,从而达到吸收低温热源中热能的作用。

  污水源热泵系统由通过水源水管路和冷热水管路的水源系统、热泵系统、末端系统等部分相连接组成。根据原生污水是否直接进热泵机组蒸发器或者冷凝器可以将该系统分为直接利用和间接利用两种方式。直接利用方式是指将污水中的热量通过热泵回收后输送到采暖空调建筑物;间接利用方式是指污水先通过热交换器进行热交换后,再把污水中的热量通过热泵进行回收输送到采暖空调建筑物。

  2、污水源热泵系统目前在国内主要有两种应用方式

  一种是利用防堵机技术把污水过滤后直接进入热泵机组,此种是对污水的直接利用,污水直接利用,进入热泵机组的热源温度较高,从理论上,系统能效比较高;但是在实际应用中,防堵机和污水热泵需要经常清洗,防堵机和热泵机组都为电气机械产品,经常堵塞、腐蚀等问题,使得的系统运行寿命降低,且清洗时,系统不能运行。  另一种污水的利用方式是,污水经过离心污水换热器,间接利用,离心污水换热器不存在堵塞及腐蚀且清洗周期较长,由于间接利用,中介质水为软化水,进入热泵机组,不影响机组的寿命,清洗周期较长。

  3、污水源热泵系统效益分析

  (1)、环境效益

  原生污水源热泵空调系统是利用污水作为冷热源(夏天制冷时往污水干渠里排放多余的热量,冬天采暖时从污水里提取热量为室内供暖;因为经测量污水的温度夏天低于室外温度10度左右,冬天温度可达10-15度左右,故此可以利用此温差与室内供冷和供暖),无燃烧、无排渣、无排烟等过程,无环境污染问题。另外,污水经过换热设备后留下冷量或热量返回到污水干渠,污水与其他设备或系统不接触,密闭循环,不污染环境与其他设备或水系统。利用污水源热泵系统供暖空调除具有重要的节能、环保意义

  (2)、经济效益

  以廊坊地区为例,采暖天数120天,城市热电采暖费21.5元/m²。由于热泵系统的主要能源消耗为电,因此电价费用的高低直接决定了该系统的运行成本,目前很多区域均享受民用电价,我们以民用电价0.55元/度来比较热泵系统与集中供热的运行费用。以该地区建筑面积1万m2为例,供暖设计负荷按40w/m2(实际发生量)计算,供热负荷为400kW,污水源热泵的运行费用为:

  供热设计负荷÷热泵制热系数×辅助能耗系数×供暖平均负荷系数×运行天数×天运行小时数×电价=400÷4×1.10×0.7×120×24×0.55=12.2(万元)

  地区集中供热系统按面积分摊费用为建筑面积21.5元/ m2。每万m2建筑面积分摊费用为21.5万元。因此热泵系统较集中供热系统每万m2节省运行费用9.3万元,节省率为43.3%。

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