污水源热泵为污水厂供热的应用研究
- 格式:pdf
- 大小:430.28 KB
- 文档页数:6
污水源热泵工作原理及效益分析1.污水源:污水源热泵通过污水中的热能来供热或制冷。
这些污水可以来自家庭、厂区、城市污水处理厂等。
2.污水净化:首先,为了保护热泵设备,需要对污水进行初步的净化处理,例如去除大颗粒物、悬浮物等。
3.污水调温:经过预处理后,污水经过调温操作,使其温度尽可能接近热泵的最佳工作温度,一般为5-25摄氏度。
4.污水热能回收:经过调温后的污水通过换热器与热泵之间进行热能交换。
热泵利用换热器中的热能进行蒸发,从而获得蒸发的制冷剂。
5.制冷剂冷却:蒸发的制冷剂通过压缩机被压缩成高温高压气体,并通过冷凝器与室内或室外空气进行热交换,使其冷却变为液体。
6.供热或制冷:冷凝后的制冷剂经过膨胀阀进行膨胀,再次变成低温低压气体,并通过换热器与室内或室外空气进行热交换,使热能传递给室内或室外,实现供热或制冷效果。
1.节能环保:污水源热泵利用了污水中的热能,有效地节约了传统能源的消耗量,减少了温室气体的排放,具有良好的节能环保效益。
2.回收资源:污水中的热能在传统的处理过程中往往被浪费掉,而污水源热泵能够回收这部分热能,大大提高了能源利用效率,并能够减少对环境的负面影响。
3.降低运行成本:相比传统的供热或制冷方式,污水源热泵的运行成本较低。
由于污水源的温度相对稳定,热泵工作稳定可靠,减少了维护和运行成本。
4.解决能源短缺问题:随着能源消耗的增加和能源供应的减少,污水源热泵作为一种新型的能源利用方式,为减轻能源压力提供了新的途径。
5.适用范围广泛:污水源热泵适用于各种污水排放场所,无论是家庭、工厂还是城市污水处理厂,都可以利用污水中的热能来进行供热或制冷,具有广阔的应用前景。
总之,污水源热泵作为一种能源利用的新途径,具有较高的节能环保效益和经济效益,对解决能源短缺和环境污染问题具有重要意义。
对于地区热源紧缺或有大量污水排放的地区来说,污水源热泵是一种理想的能源供热或制冷解决方案。
污水源热本调研报告所谓污水源热泵,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、污水源热泵系统的特点:(1)环保效益显著城市污水源热泵是利用了污水作为冷热源,进行能量转换的供暖空调系统。
供热时省去了燃煤、燃气、然油等锅炉房系统,没有燃烧过程,避免了排烟污染;供冷时省去了冷却水塔,避免了冷却塔的噪音及霉菌污染。
不产生任何废渣、废水、废气和烟尘,环境效益显著。
(2)高效节能冬季,污水温度比环境空气温度高,所以热泵循环的蒸发温度提高,能效比也提高。
利用污水源热泵做热源进行城区集中供热的分析张建华济宁鲁兴房地产开发有限公司山东济宁 272000一、前言当前,国家、地方政府推出了许多发展可再生能源的鼓励、奖励政策。
为优化城市冬季供热能源结构,发展可再生能源利用,利用城市污水(中水)集中、量大、便于利用、可节能减排的特点,采用污水源热泵技术,建立热源厂,实现城区的集中供暖/冷,实现零排放、零污染,具有重大意义。
例如济宁市(太白湖新区)污水处理厂(日处理 30万吨污水,中水产量约 10000吨 /小时以上),建立污水源热泵的热源厂,可实现集中供热面积 200万平方米,与其它热源相比,在相同热价的条件下,其年收益可达 2000万元。
利用污水源热泵做热源进行城区集中供热,是可再生能源的利用,在供暖 /冷面积规模同等的情况下,其投资低于传统燃煤集中供热,运行费用低于传统燃煤集中供热(在济宁市工业燃煤的价格条件下)。
二、国内外发展现状 1983年,挪威的第一个城市污水源热泵系统在奥斯陆SkøyenVest投入运行。
如今,污水源热泵技术在北欧国家已经得到大规模应用,技术及规模成熟处于国际领先地位。
我国早在 80年代末就开始关注国外污水源热泵技术的研究与应用进展。
2000年,首例城市污水源热泵系统在北京高碑店污水处理厂成功示范。
此后,北京、秦皇岛、石家庄等地相继建成污水源热泵系统。
在济宁,目前已有多家单位使用水源热泵系统实现冬季供热及夏季制冷。
若直接利用污水处理厂后端中水做源水,所使用的设备及技术与水源热泵系统基本类似。
推广该类热源进行集中供热的条件已经具备。
三、供热规模及技术经济分析( 1)供热规模根据市污水处理厂(太白湖新区)的数据(冬季水温约 13度,每天中水产量约 30万吨),制热后,其供热规模数据:节能建筑供暖面积可以满足 200万㎡以上的集中供热需求。
( 2)与燃煤方式采暖比较的使用成本与收益计算水源热泵通常数据:按投入 1KW电力得到 4KW热量计算 1KW.H( 1度电)即为 3.6MJ。
污水源热泵供热的工程应用及分析曲云霞1,杨勇1,李爱景1,刘文波1,王伟华2 (1、山东建筑大学,山东济南250101;2、中国石化齐鲁有限公司供排水厂,山东淄博255411)0 前言作为城市废热之一而排放的城市污水,由于是具有稳定的水量和水温,易于收集,污水中所贮存的热能较高,可作为清洁能源在低温区利用等一系列优点,正在受到越来越多的重视。
特别是热泵技术的不断发展,使城市污水热能利用系统日趋成熟。
日本是较早利用污水中热能的国家之一。
日本不仅利用未处理过的污水作为热源,而且也利用二级出水或中水作为热源。
东京大区污水管理局从1987年起启动从污水中回收热能的计划,现在已有12个热泵系统在运行,其中4个使用未处理污水作为热源,其余为使用二级出水或中水作热源。
回收的能量主要用于污水处理厂办公建筑的空调,也有作为区域供热的热源。
瑞典斯德哥尔摩有40%的建筑物采用热泵技术供热,其中10%利用污水处理厂的出水作热源。
在我国随着人民生活水平的提高,在空调和热水供应方面所消耗的能源显著增加,节约能源已经成为2l世纪的首要任务。
因此,可再生能源的利用已经成为目前研究的热点。
污水源热泵是利用污水处理厂中水或原生污水作为热源进行制冷、制热循环的一种空调装置。
它具有热量输出稳定、COP值高、换热效果好、机组结构紧凑等优点,是实现污水资源化的有效途径。
目前,利用污水源热泵系统为建筑物供冷、供热已有一些应用的实例。
1 污水源热泵系统类型污水源热泵系统按照其使用的污水的处理状态可分为以未处理过的污水作为热源/热汇的污水源热泵系统和以二级出水或中水作为热源/热汇的污水源热泵系统;根据污水与热泵的热交换部分是否直接进行热交换,可分为间接利用系统和直接利用系统。
从工况转换方式上看,大体可分为两种:一种是制冷剂流向的切换,即通过四通换向阀的换向来实现制热工况和制冷工况的转换:另一种是水切换式,即通过阀门改变水流方向来实现工况转换。
由于考虑到污水水质及污水中污物对热泵机组的影响,目前国内多采用间接式污水源热泵系统。
污水源热泵供暖系统在国内应用现状和前景!污水源热泵是一种水源热泵。
众所周知,水源热泵的优点是水的热容量大、设备传热性能好(换热设备较紧凑)、水温较稳定(热泵运行工况较稳定),城市污水是一种优良的引人注目的低温余热源,在整个采暖期间,水温波动不大,是水/水热泵或水/空气热泵的理想低温热源。
1污水源热泵供暖系统图1为污水源热泵供暖系统原理图。
由压缩机、冷凝器、蒸发器和节流机构构成一个最简单的蒸气压缩式热泵装置,作为供热系统的热源。
它通过蒸发器从污水中吸取热量Qe,在冷凝器中放出热量Qc=Qe+W,供给供热系统。
这种供热系统只要消耗少量的电能W ,便可得到满足房间供热所需要温度的热量Qc。
污水源热泵供暖系统与其他水源热泵相比,具有一定的特点。
①污水水质的优劣是污水源热泵供暖系统成功与否的关键,因此要了解和掌握污水水质以判断其是否可作为低温热源。
同时,也要针对污水水质的特点,设计和优化污水源热泵的污水/制冷剂换热器的构造,换热器应具有防堵塞、防腐蚀、防繁殖微生物等功能,通常采用水平管淋水式或浸没式换热器。
②城市污水干渠(污水干管)通常是通过整个市区,如果直接利用城市污水干渠中的原水作为污水源热泵的低温热源,则可节省输送热量的能耗,从而提高其系统的经济性,但同时应注意:在取水设施中设置适当的水处理装置(见图2),考虑利用原水余热对后续水处理工艺的影响,如原水水温降低过多将会影响市政曝气站的正常运行。
③为了评价采用污水源热泵的合理性,应对它进行综合分析,在分析中必须注意:排出污水余热的时间同用户用热时间的吻合;排出污水余热的地点同用户用热地点的吻合;排出污水的热流量与用户需热量要基本吻合;排出污水的温度高低和用户需求相吻合。
若排出污水的温度为30~50℃则可以直接利用换热器回收余热量,这既简单又经济;若低于30℃,采用热泵回收余热量供热是受欢迎的方案,在许多场合中,热泵同换热器结合起来回收污水余热量将是十分合理的方案。
南方某地埋污水厂污水源热泵系统案例应用与解析南方某地埋污水厂污水源热泵系统案例应用与解析随着人口的快速增长和城市化进程的加快,污水处理厂的建设和运营变得越来越重要。
处理污水不仅能够保护环境,还可以回收利用其中的能源。
在南方某地,一家污水处理厂应用了污水源热泵系统,以实现热能的回收和利用。
本文将对该案例进行分析与解析。
一、污水源热泵系统的工作原理污水源热泵系统利用污水中的热能进行空气或水的供热或供冷。
其工作原理主要包括以下几个环节:1. 污水收集与提升:首先,通过收集系统将进入污水处理厂的污水集中起来,并利用提升设备提升至合适的高度。
2. 污水预处理:进入预处理环节,污水首先经过格栅除去大颗粒的杂质,并通过沉砂池去除悬浮物。
3. 污水源热泵:经过预处理的污水进入热泵系统。
该系统分为蒸发器、压缩机、冷凝器和膨胀阀等组成。
在蒸发器中,污水中的热能被吸热剂吸收,使其从液态变为气态;压缩机将吸热剂中的热能压缩,并增加其温度;然后,热能通过冷凝器传递给空气或水,从而供热或供冷;最后,吸热剂经膨胀阀展开膨胀,回到蒸发器循环使用。
4. 污水处理与排放:热能回收后的污水经过进一步处理,以达到环保的排放标准。
二、南方某地污水厂污水源热泵系统的应用情况1. 系统运行情况:该污水处理厂污水源热泵系统于2018年开始应用。
经过两年的运行,系统表现出良好的稳定性和高效性能,能够满足厂区的热水供应需求。
2. 成本与效益:相较于传统的供热系统,污水源热泵系统具有更低的能耗和更高的能源回收效率。
根据数据显示,每年通过该系统回收的热能相当于节约了大量电力资源,降低了能源消耗成本。
3. 环境保护:该系统的运行可以有效减少温室气体的排放,降低对环境的污染。
同时,通过对污水的处理,还可以提高水资源的再利用率,达到节约用水的目的。
三、案例分析与解析1. 污水源热泵系统的优势:与传统的供热系统相比,污水源热泵系统具有以下几个优点:- 能源回收高效:通过回收污水中的热能,提高能源利用效率,减少能源的浪费。
浅谈污水源热泵在城市供热中的应用摘要:本文阐述了水源热泵技术、城市污水的热能利用性、供热系统的设计、运行和维护以及污水源热泵技术的优缺点。
关键词:污水源热泵;供热引言污水源热泵利用技术降低了城市废热的排放,保护了环境, 是一项具有节能和环保意义的新技术, 有着广阔的应用前景。
一、水源热泵技术水源热泵是利用地球水所储藏的太阳能资源作为冷、热源,进行转换的空调技术。
水源热泵可分为地源热泵和水环热泵。
地源热泵包括地下水热泵、地表水(江、河、湖、海)热泵、土壤源热泵;利用自来水的水源热泵习惯上被称为水环热泵。
地能(地下水、土壤或地表水)作为水源热泵的冷热源,冬季把地能中的热量“取”出来,供给室内采暖,此时地能为“热源”;夏季把室内热量取出来,释放到地下水、土壤或地表水中,此时地能为“冷源”。
水源热泵技术的工作原理就是:通过输入少量高品位能源(如电能),实现低温位热能向高温位转移。
水体分别作为冬季热泵供暖的热源和夏季空调的冷源,即在夏季将建筑物中的热量“取”出来,释放到水体中去,由于水源温度低,所以可以高效地带走热量,以达到夏季给建筑物室内制冷的目的;而冬季,则是通过水源热泵机组,从水源中“提取”热能,送到建筑物中采暖。
我国地热资源总量98%以上是低温地热资源。
目前,我国众多的低温地热资源主要是直接利用于洗浴、采暖、种植、养殖、医疗、娱乐等方面。
虽然全国直接利用总量已达到2410MW,居世界各国前列,但利用水平和效率比较低,对于25-50℃温度段的能量利用率很差。
与锅炉(电、燃料)和空气源热泵的供热系统相比,水源热泵技术的优势体现在:锅炉供热只能将90%-98%的电能或70%-90%的燃料内能转化为热量,供用户使用,因此地源热泵要比电锅炉加热节省三分之二以上的电能,比燃料锅炉节省二分之一以上的能量;由于水源热泵的热源温度全年较为稳定,一般为10-25℃,其制冷、制热系数可达 3.5-4.4,与传统的空气源热泵相比,要高出40%左右,其运行费用为普通中央空调的50%-60%。
污水源(再生利用)热泵集中供热(冷)运行及能效的提高摘要:本文介绍污水源(再生利用)热泵的特点。
通过对空气、地源热泵、锅炉和污水源热泵的分析比较,显示了污水源热泵采暖系统的经济性、环保节能效果。
详细介绍西安大兴新区污水源(再生利用)热泵集中供热、冷系统组成、运行情况分析及提高利用率。
关键词:污水再生利用水源热泵;节能减排;低碳环保;高效经济一、污水源(再生利用)热泵系统特点与优势污水源(再生利用)热泵系统是利用城市污水(生活废水、工业废水、工业设备及生产工艺排放的废水),经过处理的污水,通过系统污水换热器与中介水进行热交换,通过中介水进入热泵主机,主机做功消耗少量的电能,机组在冬天将污水资源中的低品质热能“汲取”出来,由空调管网供给室内采暖系统(或生活热水系统);夏天,将室内的热量带走,并通过空调水系统热交换,再释放到污水中,给室内制冷系统。
由于城市污水中所赋存的热能是一种可回收和利用的清洁能源,因此,利用其中的热能,是城市污水资源化利用的有效途径。
污水处理厂的出水量大,水质稳定,常年温度在 13~25℃,污水源(再生利用)热泵是以污水作为热源进行制冷、制热循环的一种空调设备;热泵机组具有热量输出稳定,COP值高,换热效果好等优点。
因此它具有广阔的发展前景,特别是对于北方冬季采暖,如西安城市排放污水,它的温度一年四季相对稳定,冬季比环境空气温度高,夏季比环境空气温度低。
这种介质温度特性使得污水源热泵比传统空调系统运行效率更高,节能和节省运行费用效果显著。
应该大力推广应用。
根据相关资料对不同供冷(供热)方式的经济分析费用比较,污水源热泵系统与传统的制冷加锅炉系统相比,可节约40%的运行费用,解决了锅炉采暖燃烧过程产生的排烟污染;供冷时省去了冷却水塔,避免了冷却塔的噪音;比空气源热泵系统节约30%;水源热泵系统的初投资为地源热泵的70%左右。
综合考虑初投资和运行费用等因素,污水源热泵系统的经济性、节能效果和环保效果最为显著。
万方数据
万方数据
万方数据
万方数据
万方数据
污水源热泵为污水厂供热的应用研究
作者:邳春英, 刘康, 郑杰, 黄登跃, 高文宝, 李育宏, PI Chun-ying, LIU Kang, ZHENG Jie,HUANG Deng-yue, GAO Wen-bao, LI Yu-hong
作者单位:邳春英,刘康,郑杰,黄登跃,PI Chun-ying,LIU Kang,ZHENG Jie,HUANG Deng-yue(中天环能<天津>工程技术有限公司,天津,300191), 高文宝,李育宏,GAO Wen-bao,LI Yu-hong(天津中水有限公司,天津
,300190)
刊名:
中国给水排水
英文刊名:China Water & Wastewater
年,卷(期):2011,27(17)
1.马最良;刘永红热泵站的现状及在我国应用的前景[期刊论文]-暖通空调 1994(05)
2.王宏哲;尹军我国城市污水热能有效利用存在的差距与对策[期刊论文]-中国环境管理 2001(03)
3.马最良;姚杨;赵丽莹污水源热泵系统的应用前景[期刊论文]-中国给水排水 2003(07)
4.李亚峰;陈平利用热泵技术回收城市污水中的热能[期刊论文]-可再生能源 2002(06)
本文链接:/Periodical_zgjsps201117024.aspx。