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污水源熱泵中央空調(diào)工作原理與特點

來源:http://cnqin.cn/ 時間:2013-4-20

 污水源熱泵中央空調(diào)機組工作原理:

  污水源熱泵中央空調(diào)利用污水(生活廢水、工業(yè)溫水、工業(yè)設(shè)備冷卻水、生產(chǎn)工藝排放的廢溫水),借助制冷循環(huán)系統(tǒng),通過消耗少量的電能,在冬天將水資源中的低品質(zhì)能量“汲取”出來,經(jīng)管網(wǎng)供給室內(nèi)空調(diào)、采暖系統(tǒng)、生活熱水系統(tǒng);夏天,將室內(nèi)的熱量帶走,并釋放到水中,以達到夏季空調(diào)的效果。

  污水源熱泵中央空調(diào)機組的特點與優(yōu)勢:

  我國北方地區(qū),冬季采暖主要是依靠煤、石油、天然氣等石化燃料的燃燒來獲得。采暖與環(huán)保成為一對難以解決的矛盾。城市污水是北方寒冷地區(qū)不可多得的熱泵冷熱源。它的溫度一年四季相對穩(wěn)定,冬季比環(huán)境空氣溫度高,夏季比環(huán)境空氣溫度低,這種溫度特性使得污水源熱泵比傳統(tǒng)空調(diào)系統(tǒng)運行效率要高,節(jié)能和節(jié)省運行費用效果顯著。

  原生污水源熱泵機組以原生污水為熱源,冬季采集來自污水的低品位熱能,借助熱泵系統(tǒng),通過消耗部分電能,將所取得的能量供給室內(nèi)取暖;在夏季把室內(nèi)的熱量取出,釋放到水中,以達到夏季空調(diào)的目的。它有以下特點:

一、環(huán)保效益顯著

  原生污水源熱泵是利用了城市廢熱作為冷熱源,進行能量轉(zhuǎn)換的供暖空調(diào)系統(tǒng),污水經(jīng)過換熱設(shè)備后留下冷量或熱量返回污水干渠,污水與其他設(shè)備或系統(tǒng)不接觸,污水密閉循環(huán),不污染環(huán)境與其他設(shè)備或水系統(tǒng)。供熱時省去了燃煤、燃氣、然油等鍋爐房系統(tǒng),沒有燃燒過程,避免了排煙污染;供冷時省去了冷卻水塔,避免了冷卻塔的噪音及霉菌污染。不產(chǎn)生任何廢渣、廢水、廢氣和煙塵,環(huán)境效益顯著。我國年污水排放量達464億立方米,可節(jié)省用煤量0.33億噸,以全國年總能耗30億噸標(biāo)煤計算,達到了1.1%,若按暖通空調(diào)的一次能源消耗量10億噸標(biāo)煤計算,達3.3%。同時每年可減少排放量達72萬噸。

二、高效節(jié)能

  冬季,污水體溫度比環(huán)境空氣溫度高,所以熱泵循環(huán)的蒸發(fā)溫度提高,能效比也提高。而夏季水體溫度比環(huán)境空氣溫度低,所以制冷的冷凝溫度降低,使得冷卻效果好于風(fēng)冷式和冷卻塔式,機組效率提高。

三、污水源參數(shù)

  (1)污水水質(zhì)問題

  城市污水包括工業(yè)廢水,工業(yè)冷卻水,及生活污水,而城市二級污水是經(jīng)過一級物化處理和二級生化處理,去除了污水中大量的雜質(zhì),降低了污水的腐蝕度,更有利于污水中熱能提取。

  (2)污水水溫保障

  城市污冬暖夏涼,常年溫度穩(wěn)定,污水水溫在冬季比環(huán)境溫度高15~20度,夏季溫度比環(huán)境溫度低10~15度。因此熱泵具有良好的熱源,污水源熱泵利用溫差在5度,因此污水源熱泵完全可以在高效率運行。

  (3)污水量的保證

  城市污水水量的變化主要是生活污水的變化,而生活污水的出水量基本保持不變。

  (4)污水換熱器

  污水中含有大量油性污物,流經(jīng)換熱管時會產(chǎn)生掛膜現(xiàn)象,關(guān)閉黏結(jié)粘泥,從而增大換熱熱阻,影響換熱效率,因此在設(shè)計污水換熱時使污水走管程,同時設(shè)置自動反清洗裝置,在換熱器運行期間定時進行反沖洗,保證換熱效率,提高熱能利用率。

四、綜合分析

  (1)機組運行穩(wěn)定

  水體的溫度一年四季相對穩(wěn)定,其波動的范圍遠遠小于空氣的變動,是很好的熱泵熱源和空調(diào)冷源,水體溫度較恒定的特性,使得熱泵機組運行更可靠、穩(wěn)定,也保證了系統(tǒng)的高效性和經(jīng)濟性。不存在空氣源熱泵的冬季除霜等難點問題。

  (2)一機多用

  此熱泵系統(tǒng)可供暖、空調(diào),一機多用,一套系統(tǒng)可以替換原來的鍋爐加空調(diào)的兩套裝置或系統(tǒng)。城市污水熱泵空調(diào)系統(tǒng)利用城市污水,冬季取熱供暖,夏季排熱制冷,全年取熱供應(yīng)生活熱水,夏季空調(diào)季節(jié)可實施部分免費生活熱水供應(yīng)。一套系統(tǒng)冬夏兩用,實現(xiàn)三聯(lián)供。

  (3)節(jié)電

  污水源熱泵將污水熱能連同熱泵機組本身產(chǎn)生熱能一并轉(zhuǎn)移到室內(nèi),能效比高達4.5~6.0,能源利用率是電采暖的3~4倍, 污水源熱泵與空氣源熱泵相比,夏季冷凝溫度低,冬季蒸發(fā)溫度高, 能效比和性能系數(shù)大大提高,而運行工況穩(wěn)定,比傳統(tǒng)中央空調(diào)節(jié)省30%~40%的運行費用。

  (4)節(jié)水

  污水源熱泵無需設(shè)冷卻塔,節(jié)約了大量水資源。

  (5)運行安全

  污水源熱泵既可省去打井費用,又不需要抽水與回灌所需動力,也可避免因回灌而引起的水資源破壞的問題。

  (6)環(huán)保效果顯著

  污水源熱泵不需要鍋爐,沒有燃燒過程,不存在固體廢棄物,有毒有害氣體及煙塵排放問題,是環(huán)保型中央空調(diào)。

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