污水源热泵系统与集中供热系统对比
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集中供热+分体空调与水源热泵制冷供暖方案比较一、项目概况郑州市技术监督局办公楼位于西开发区,该办公楼总建筑面积约9000平米,现予考虑面积为5000平米。
需解决夏季空调制冷,冬季供暖问题,全年保持室温在18℃-25℃。
二、制冷供暖解决方案1、集中供热+分体空调方案利用分体空调实现夏季制冷,冬季供暖考虑城市集中管网集中供热,在房间内设置暖气片系统。
2、水源热泵方案该方案要求在建筑物附近打两口井,井深100米,两口井工艺相同,互为备用,井水100%回灌,保持地下水资源稳定,利用井水作为冷热源,水源热泵机组夏季制冷,冬季供暖满足办公楼要求。
三、负荷计算及机组1. 设计依据、范围及原则本方案包含办公楼的空调制冷供暖系统,包括冷热源、设备选型及末端系统方案。
能够实现夏季制冷,冬季供暖。
2. 空调冷热负荷计算考虑到该建筑主要为办公室,根据国家相关标准和我们的实际工程经验,建筑总冷负荷约为540KW,建筑总热负荷约为400KW。
3. 机组设备选型及技术参数选择方案时应该考虑节省投资和保障该建筑正常制冷供暖要求。
水源热泵机组设计装机容量为543KW,配置水源热泵机组LWP1800壹台。
四、与水源热泵机组的特点1、集中供热+分体空调的特点(1)集中供热+分体空调形式技术稳定成熟,运行效果稳定(2)分体空调分户设立,各室可单独开机,满足各科室不同需求。
(3)供热时间及效果受制于供热管网,夏季制冷时耗电量较高。
(4)暖气片系统占据较大室内空间,增加装修费用;分体空调悬挂于室外影响整个建筑外造型,不够每管。
(5)分体空调使用寿命一般为8-15年,供热与制冷两套系统每年维修量较大。
2、水源热泵的特点水源热泵机组以水为载体,冬季采集来自湖水、河水、地下水及地热尾水,甚至工业废水、污水的低品位热能,借助热泵系统,通过消耗部分电能,将所取得的能量供给室内取暖;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。
该机组具有设计标准、选择优良、操作简便、安全可靠等优点。
水源热泵采暖方案及与集中供热采暖比较一、可以采用的采暖热源方案本方案仅就该区域可以采用的集中供热和水源热泵供热二种采暖热源方案的特点和经济性进行说明、分析和比较,为业主提供参考。
二、集中供热现状目前,石家庄市集中供热的能力已经饱和,市区内不少地方不能被集中供热覆盖,由于城中村的改造以及市内和城郊结合部大量住宅、商用建筑建设速度迅猛,集中供热能力的缺口越来越大,集中供热的质量逐年下降,据我们了解,以后集中供热的接口费和采暖费会有较大幅度提高。
今后集中供热的发展就看政府将来的规划和决心以及电厂的投资方向了。
三、水源热泵采暖和空调的原理以采暖为例,水源热泵是指能够从温度比较低的地下水中提取热量并将其移送到温度比较高的采暖用低温热水中的装置。
水源热泵的工作原理如图所示。
图中,按照水源热泵供热原理,系统可分为井水侧和用户侧,井水侧由出水井和潜水电泵、水源热泵机组的井水侧、井水管路、回灌井等组成,用户侧由水源热泵机组的用户侧、低温热水循环管路、循环水泵和采暖用户等组成。
井水(比如为17℃)在潜水电泵的驱动下由出水井通过井水管路进入水源热泵机组的井水侧将热量(热量为Qd)传给水源热泵机组的低压工作物质,工作物质吸热后由低压液体变成低压蒸汽,井水失去热量后温度降低(比如为9℃或更低),然后从回灌井再回灌回到地下;水源热泵机组的压缩机在输入电能(能量为W)的驱动下使工作物质蒸汽升压升温(比如为50℃),同时电能变成等量的热量(Q=W)加热工作物质。
采暖回水(比如为37℃)在水源热泵机组的用户侧吸收(Qd+Q)的热量后温度升高(比如为45℃),然后在循环泵的驱动下供给采暖用户并将热量Qg=(Qd+Q)移送给采暖用户,工作物质失去热量后由高压蒸汽变成高压液体,高压液体经膨胀阀降压成低压液体后又回到水源热泵机组的井水侧。
一般有Qd=4W=4Q,而Qg=(Qd+Q)=5W=5Q。
即采用水源热泵消耗1kWh(俗称1度)的电量可以供给用户5kWh左右的热量。
污水源热泵地源热泵与空气源热泵的比较污水源热泵系统与传统换热器相比的优越性就是污水源热泵以城市污水做为室内制冷供暖的冷热源,在消耗少量电力的情况下通过污水源热泵系统内部的热泵做功,将污水中的冷热能传递到室内以满足人类的需求。
污水源热泵系统既可以采暖又能够制冷,可以说是一机两用,在很大程度上帮助现代企业降低了运营成本,而且采用污水做为建筑物取暖制冷的能源,同传统的依靠煤炭和地下水来采暖制冷相比,节能而且环保。
污水源热泵系统与空气源热泵,电锅炉煤炭采暖,地源热泵采暖制冷相比较:1.同空气源热泵系统相比较污水源热泵系统与空气源热泵相比,避免了空气源热泵冬季需要定时的结霜和除霜问题,由于污水的内部温度相对来说一年四季都处于一个比较平稳的转台,因此污水源热泵系统的工作性能相对也是比较稳定。
一般情况下热泵的制热制冷系数可以达到5~6,这个制冷制热系数是在产生相同冷热能的情况下所消耗的能量要比空气源热泵节省42%-45%. 2.同地下水水源热泵相比较污水源热泵系统与地下水水源热泵相比较而言,好处是采用污水作为能源因而避免了从地下水中抽取水资源,因此也就不必浪费大量的精力和物力考虑和解决废水回灌的问题,这就在解决了打井基建的同时,还能够节省后期抽水和废水回灌的运行费用。
而且还可以避免由于回灌不当而引发的地下水资源破坏等问题。
3.与电锅炉和燃煤锅炉相比较与电热锅炉相比,污水水源热泵是借助电力来驱动内部热泵进行做功,产生相同冷热能的情况下,其消耗的电能相比之于电锅炉可以节省电能将近65%,比燃料锅炉也要节省出1/2的能源。
传统的锅炉燃烧会产生大量的有害气体,因而容易对大气造成破坏,而污水源热泵系统采取污水进行换热与其相比更加环保而且节能而且还能避免由于使用传统锅炉造成的大气污染,具有良好的环保效应。
污水源热泵系统的利用一般有两种方式,一种是是直接利用,就是污水直接进入热泵机组内部进行换热后在将冷热能传递给室内;而是间接利用方式,间接利用方式通常是污水先流经污水换热器进行换热,换热后在有热泵将冷热能传递到室内。
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。
水源热泵与传统系统对比分析根据XXX住宅小区实现“绿色、环保、节能”的建设目标,周边有可以利用浅层地下水资源的优势,分析了选用水源热泵机组作为住宅小区内住宅空调系统的冷热源,以浅层地下水作为水源热泵机组冷热源的可行性。
并对水源热泵的技术与经济性进行了分析,与常规空调系统冷热源(燃气锅炉+冷水电制冷机组)进行了分析比较。
结果表明,水源热泵机组初投资较常规空调系统没有劣势,且运行费用低,说明水源热泵空调系统是一种绿色、环保、高效、节能的空调系统,可以作为该住宅小区集中空调形式的首选。
一水源热泵介绍水源热泵空调系统是一种可以利用地球表面浅层水源(如地下水、河流和湖泊),和人工再生水源(工业废水、中水、地热尾水等)的既可供热又可制冷的高效节能中央空调系统。
水源热泵通过输入少量的高品位能源(如电能),实现低品位热能向高品位热能的转移。
将水体和地层蓄能作为冬、夏季的供暖热源和空调冷源,即在冬季,把水体或地层中的热量“取”出来,提高温度后,供给室内采暖;夏季,把室内的热量“取”出来,释放到水体和地层中去。
水源热泵系统60 年代开始在美国提出之后,经过40多年不断改进和发展,技术日趋成熟,其产品已商品化,迄今已经在北美建筑中应用了40 多年。
自80 年代以来,我国采用水源热泵空调系统的建筑也逐年增多。
目前,在全国各区域均有工程实例,例如北京奥运村、顺义鲜花港、沈阳泰宸湖畔佳园、、桂林桂湖饭店等。
水地源热泵因具有“绿色、环保、节能”的优势,在我国的推广应用前景十分广阔。
二工程概况该住宅小区总规划建筑面积86960m2,其中,住宅面积41645 m2,住宅户数476户,为该地区建筑节能以及可再生能源利用工作示范项目,通过示范展示住宅建筑节能、可再生能源利用的综合效益。
三水源热泵空调系统冷热源方案和可行性分析3.1 空调系统冷热源方案本工程水源热泵系统原理:冬季,工质通过热泵系统的蒸发器从地下水中吸收热量,再通过热泵系统的冷凝器加热空调系统的循环水,向用户供暖。
车辆工程技术156理论研究0 引言 污水源通常包含两类污水:(1)原生污水(简称原水),城区市政排水管网中未经处理的污水;(2)中水,城区市政排水经污水处理厂处理后达到国家排放标准的污水。
随着城市规模的扩大及居民生活条件的改善,城市污水量大量增加。
在城市污水中蕴含着大量的低位热(冷)能资源,污水源热泵技术可以有效地提取这些低位热(冷)能用于城市供暖(冷)。
近些年,污水源热泵技术在乌鲁木齐市及周边地区逐步得到推广应用,在应用中出现了各种问题。
笔者通过部分应用实例,对这些问题进行分析探讨,探索总结解决方案和措施,使这项技术的应用更加普及和高效。
1 污水源热泵供热方案 热泵是一种能量利用装置,该装置以消耗部分能量为代价,使热量由低温物体转移到高温物体。
根据热力学第二定律,热量不会自动实现“逆向”传递,即不可能自动由低温物体向高温物体传递,热泵必须具有驱动能才能实现热量的“逆向”传递。
热泵虽然消耗了部分驱动能,但是热泵所制取的热能要高于所消耗能量。
热泵所制取的热能与消耗的驱动能之比,称之为热泵性能系数,简称COP。
热泵所制取的热能永远大于热泵所消耗的驱动能,即COP恒大于1,所以说热泵是一种节能装置。
污水源热泵的工作原理是利用污水源热泵压缩机系统,消耗少量的电能,使热泵系统内循环介质压缩至高温高压状态,从而具有“吸收”低温热源中热能的能力,把存在于污水中的低位热能“提取”出来,为用户供热,供热量为消耗的电能和由低温热源吸收的热量之和。
污水源热泵供热系统主要由污水系统、热泵系统、热网水系统三部分相连接组成。
根据污水是否直接进热泵机组可以将供热系统分为直接利用和间接利用两种方式。
直接利用方式是指污水主干渠内的污水在污水泵的作用下直接进入热泵机组,在热泵机组内“换热”降温后再回到污水干渠,热网水在热网循环泵的作用下进入热泵机组,在机组内“换热”升温后再回到热用户(简称直进式);间接利用方式是指污水先通过污水换热器进行热交换,将热量传递给中介水,中介水再进入热泵机组“换热”,热网水侧与直接利用方式相同。
精品文档中央空调系统形式介绍1.1传统中央空调形式传统的中央空调有空气源热泵(风冷机组)+辅助电加热和水冷冷水机组+锅炉或热力管网两种形式。
空气源热泵(风冷机组)和水冷冷水机组在制冷时都是把房间的热量向室外空气排放,受室外气温因素影响太大,其制冷量随室外空气温度升高而降低,尤其在高温高湿地区,机组制冷性能极不稳定,效率低下,有时甚至不能工作。
在制热时,空气源热泵当室外温度降到零度以下时需加辅助电加热装置,耗电量大,效率很低;而水冷冷水机组+锅炉这种空调形式,在供热时需用电锅炉或燃煤、燃油锅炉,污染严重,运行费用昂贵。
1.2 水源热泵中央空调水源热泵中央空调分为地下水源热泵和地表水热泵两种形式。
1.2.1 水源热泵水源热泵的概念水源热泵技术是一种利用地球表面或浅层水源(如地下水、河流和湖泊),或者是人工再生水源(工业废水、地热尾水等)的低温低位热能资源,采用热泵原理,通过少量的高位电能输入,实现低位热能向高位热能转移,既可供热又可制冷的高效、环保、节能的空调系统。
水源热泵原理地球表面浅层水源(一般在 1000 米以内),像地下水、地表的河流、湖泊和海洋中,吸收了太阳进入地球的相当的辐射能量,并且水源的温度一般都十分稳定。
水源热泵技术的工作原理就是: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。
通常水源热泵消耗 1kW 的能量,用户可以得到 4kW 以上的热量或冷量。
水源热泵的分类当利用的对象都是水体和地层(含水地层)的蓄能,而且都是以水作为热泵机组的冷热源,都可以将之归类为水源热泵系统。
水源热泵可以分为地下水源热泵以及地表水源热泵。
地下水热泵系统,也就是通常所说的深井回灌式水源热泵系统。
通过建造抽水井群将地下水抽出,通过二次换热或直接送至水源热泵机组,经提取热量或释放热量后,由回灌井群灌回地下。
污水源热泵及其发展趋势分析污水源热泵是一种利用污水中蕴含的热能进行热能转换的设备。
相比于传统的空气源热泵和地源热泵,污水源热泵具有独特的优势和潜力。
本文将对污水源热泵的原理、应用及其发展趋势进行详细分析。
污水源热泵利用污水中的热能进行换热,通过制冷剂的循环流动,将污水中的热能吸收到热泵中,经过压缩冷凝过程,将热能释放到供热系统中。
与传统的空气源热泵和地源热泵相比,污水源热泵的能量利用效率更高,能够有效降低能源的消耗。
污水源热泵可以广泛应用于城市污水处理厂、工业污水处理厂、医院、宾馆酒店等场所。
污水处理厂每天都会产生大量的热能,而传统方式通常会将这些热能释放到环境中,造成资源的浪费。
而污水源热泵可以将这些热能直接利用起来,用于供热或者供热水,不仅能够满足建筑物的供热需求,还能够为污水处理厂降低能耗,提高能源利用效率。
污水源热泵在一些国家和地区已经得到了推广和应用。
日本、德国、瑞典等国家在污水源热泵领域取得了一定的成果。
日本的某些城市已经将污水源热泵作为主要的供热方式,取得了显著的节能效果。
污水源热泵的发展趋势主要体现在技术创新和政策支持两个方面。
在技术创新方面,目前污水源热泵技术还存在一些问题和挑战,例如换热器的腐蚀、结垢等问题。
未来需要加强对污水源热泵材料和设备的研究和改进,提高设备的耐腐蚀性和换热效率。
污水源热泵的智能化技术也是未来发展的重点。
通过智能化控制系统,可以实现对污水源热泵的运行状态监测和调控,提高系统的运行效率和稳定性。
在政策支持方面,政府应该加大对污水源热泵技术的支持力度,通过制定相关政策和法规,鼓励和引导企业和个人使用和发展污水源热泵技术。
政府还可以通过提供财政补贴和税收优惠等方式,减轻污水源热泵建设和使用的经济压力,促进其快速发展。
污水源热泵是一种具有潜力的能源利用方式,可以有效降低能源消耗和碳排放。
未来,污水源热泵在技术创新和政策支持的推动下,将会得到更广泛的应用和发展。
需要各界共同努力,推动污水源热泵技术的创新和进步,为建设更加可持续的社会和环境作出贡献。
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。
各种热泵系统性能比较地源热泵是一种利用浅层地热资源(也称地能,包括地下水、土壤或地表水等)的既可供热又可制冷的高效节能空调设备。
地源热泵通过输入少量的高品位能源(如电能),实现由低温位热能向高温位热能转移。
地能分别在冬季作为热泵供热的热源和夏季制冷的冷源,即在冬季,把地能中的热量取出来,提高温度后,供给室内采暖;夏季,把室内的热量取出来,释放到地能中去。
通常地源热泵消耗1kWh的能量,用户可以得到4kWh以上的热量或冷量。
水源/地源热泵有以下几种形式:1、地下水式地源热泵:是直接利用水源进行热量传递的热泵系统。
该系统需配备防砂堵,防结垢、水质净化等装置。
地下水式地源热泵地源热泵机组通过机组内闭式循环系统经过换热器与由水泵抽取的深层地下水进行冷热交换。
地下水排回或通过加压式泵注入地下水层中。
此系统适合建筑面积大,周围空地面积有限的大型单体建筑和小型建筑群落。
A、优势:①采用热泵的形式为建筑物供热可大大降低一次能源的消耗,提高一次能源的利用率,因此地下水源热泵系统具有高效节能的优点。
②地下水源热泵系统可实现对建筑物的供热和制冷,还可供生活热水,一机多用,一套系统可以代替原来的锅炉加制冷机的两套系统。
系统紧凑,省去了锅炉房和冷却塔,节省建筑空间,也有利于建筑的美观。
③地下水温度较恒定的特征,使得地下水源热泵系统运行更稳定可靠,整个系统的维护费用也较锅炉-制冷机系统大大减少,保证了系统的高效性和经济性。
B、劣势:①地质问题:地下水属于一种地质资源,大量采用地下水源热泵,如无可靠的回灌,将会引发严重的后果。
地下水大量开采引起的地面沉降、地裂缝、地面塌陷等地质问题日渐显著。
②水质问题:现在国内地下水源热泵的地下水回路都不是严格意义上的密封系统,回灌过程中的回扬、水回路中产生的负压和沉砂池,都会使外界的空气与地下水接触,导致地下水氧化。
C、适用地质条件:水源热泵系统对地质要求严格,水源热泵取水是取深层地下水,和水质、回灌量、出水量有很大关系,地质水渗率决定是否采用水源热泵。
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%。
污水源热泵用于集中供热的技术经济分析摘要:污水源热泵技术在人们的生活中得到了广泛的应用,解决了许多城市部分区域的热源不足难题。
虽然相对于西方国家而言我国的污水源热泵技术起步较晚,但也在一定时间内得到了快速发展。
污水源热泵主要是将城市污水处理厂处理后的中水作热源,利用吸收式热泵提取中水里的低品位热量,通过管网进行供热的系统,能够起到集中供热的作用。
为了对资源进行合理的利用,对企业的成本进行节约,本文对污水源热泵用于集中供热的相关技术进行了深入探讨,对污水源热泵系统的优点进行了简单的阐述,对污水源热泵系统存在的问题进行分析,并对其进行改进,希望能够对污水源热泵的经济性进行提高。
关键词:污水源热泵;集中供热;技术;经济引言:近年来,我国加大环保治理力度,大力推广清洁能源应用技术,特别是在能耗高的供热行业的清洁能源推广。
污水源热泵供热技术采用电能驱动,提取中水里的余热,既能实现零排放,又能提升余热利用率,污水源热泵清洁供热得到快速发展。
城市污水具有很多特征,使污水源热泵具备了传统的热泵无法比拟的优点。
相对于空气源热泵及表层水源热泵的热源而言,城市污水在冬季温度相对较高,再结合热泵设备,可以制备40-50℃的热水,直接对建筑物进行供热。
污水源热泵用于集中供热的技术正在夏津县实施,本文以此为案例,将该技术与传统的供热技术进行比较,对该技术的经济性进行了简单的分析。
1.集中供热的相关信息1.1集中供热的相关案列夏津县位于我国山东省德州市的西南部,在该县的东北部有一个污水处理厂,主要对城区居民的生活污水和少量的工业废水进行相应的处理,据相关统计,日处理污水在4万吨左右。
由于夏津县冬季气温较低,需要对城区的居民提供冬季供热服务,主要满足城区东北片区居民采暖需求。
1.2对供暖热负荷进行计算工作人员在建立污水源供热系统之前,需对该地区的相关数据进行正确的采集,选择合理的热指标,并计算出建筑物总热负荷,作为设备选型的依据。
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。
热电厂常规循环水供暖与循环水源热泵供暖比较摘要:为归还人类蓝天碧水青山的环境,节能减排被提到日程上来,尤其化石能源逐渐减少,不久的将来将会影响到人类的生存,节能势在必行,以空调技术“相变换热”为基础的地源热泵和空气能热泵取暖在一些地区有一定的应用,其中的地源热泵有配套井等设施,投资相对增加很多,设备寿命相对较短,但因其符合国家的环保政策正在被大力推广。
下面从能的角度对热电厂常规循环水供暖与循环水源热泵供暖进行定量分析。
关键词:凝汽器、真空度、焓、汽化潜热热电联产企业是指电厂在发电的同时兼顾冬季百姓采暖,其主要的设备是抽凝机组。
凝汽器运行工作数据表(夏季)首先,看一下单纯发电的情况下凝汽器的运行情况:额定工况下汽轮机进汽压力3.82MPa.温度435℃,此时的焓值是3297.2371Kj/Kg,冬季汽轮机的凝汽器工作在0.008MPa附近,真空度是-93.3KPa,凝气器饱和温度是41.5℃,此时凝汽器循环水进口约27.5℃,出口水温约34.6℃,端差在6.87℃,此时过热汽焓值是533.145Kj/Kg,饱和水焓173.81Kj/Kg,饱和汽焓2576.06Kj/Kg,汽化潜热是2402.25Kj/Kg,以12MW机组(额定58吨蒸汽)为例,58吨真气携带总热能是3297.237*58/3600=53.12MW;通过汽轮机后转换为电能12MW,凉水塔带走的汽化潜热 2402.25*58*1000/3600=38.7MW。
则该汽轮发电机效率在-93.3KPa时是:12/53.12=22.59%。
凝汽器的循环水泵流量需要2900m3/h 扬程25米(项目设计)轴功率263KW 耗能0.95GJ/h,或者263KW。
汽轮发电机的总体效率(发电效率)是(12-0.263)/53.12=22.10%小结:就该汽轮发电机组来说其综合效率是22.10%。
看一下常规循环水供暖条件:凝汽器运行工作数据表(冬季)供热循环水温度需达到50--55℃,端差7--10℃取均值8.5℃,按照55℃计算,饱和温度应该在63.5℃,那么凝汽器的工作压力就是0.0234MPa,真空度是-77.9KPa,此时过热汽焓是943.75Kj/Kg,饱和水焓是265.79Kj/Kg,饱和汽焓是2614.88Kj/Kg汽化潜热是2349.08Kj/Kg,以12MW机组为例,此状态下,要释放出139331MJ的汽化潜热需要139331/2349.08*1000=59.3吨蒸汽;蒸汽携带总热量是3297.237*59.3/3600=54.31MW,其中一部分是发电消耗能量12MW;二是用于供热的139331MJ/h(38.7MW)。
污水源热泵系统与集中供热系统对比
原生污水源热泵原理:
在高位能的拖动下,将热量从低位热源流向高位热源的技术。
它可以把不直接利用的低品位热能(如空气、土壤、水、太阳能、工业废热等)转化为可利用的高位能,从而达到节约部分高位能(煤、石油、天然气、电能等)的目的。
在制冷状态下,污水源热泵原理是通过压缩机对冷媒做工,使其进行汽——液转化的循环。
通过蒸发器内冷媒的蒸发将由风机盘管循环所携带的热量吸收至冷媒中,在冷媒循环的同时再通过冷凝器内冷媒的冷凝,由水路循环将冷媒所携带的热量吸收,最终由水路循环转移至城市原生污水里。
在室内热量不断转移至地下的过程中,通过风机盘管,以13℃一下的冷风的形式为房间供冷。
在制热状态下,污水源热泵原理是通过压缩机对冷媒做功,并通过换向阀将冷媒流动方向换向。
由地下的水路循环吸收地下水或土壤里的热量,通过冷凝器内的冷媒的蒸发,将水路循环中的热量吸收至冷媒中,在冷媒循环的同时再通过蒸发器内冷媒的冷凝,由风机盘管循环将冷媒所携带的热量吸收。
在城市原生污水中的热量不断转移至室内的过程中,以35℃以上热风的形式向内供暖。
污水源热泵原理优势特点:
1)利用可再生能源,环保效益好
污水源热泵原理利用了城市原生污水中丰富的热量资源作为冷热源,进行能量转换的供暖制冷空调系统。
城市原生污水是一个巨大的能量采集器,巨大的城市废热从市政污水管路中排出,这种储存于城市原生污水中的能源数以清洁的,可再生能源。
2)高效节能,运行费用低
污水源热泵原理是采用温度恒定的城市原生污水作为能源,能效比COP在4.5~5.0之间,比空气源热泵高出40%左右,污水源热泵机组运行费用比常规中央空调低30%~40%左右。
3)运行安全稳定,可靠性高
无燃烧设备,无爆炸隐患,使用安全。
如使用燃油、燃气锅炉供暖,其燃烧产物对居住环境污染极重,影响人们的生命健康。
污水源热泵机组利用常年温度稳定的城市原生污水,夏季不会向大气中排除废热,加剧城市的“热岛效应”;冬季不受外界气候影响,运行稳定可靠,不存在空气源热泵除霜和供热不足的问题。
4)空调主机以及多用,便于布置,使用范围广泛
空调主机体积小,污水源热泵机组安装在储藏室等辅助空间,既可制冷,又可制热,也不需要高的入户电容量。
地源热泵系统可供暖、空调,还可供生活热水,一机多用,一套系统可替换原来的锅炉加空调的2套装置或系统;可应用于宾馆、
商场、办公楼、学校等建筑,更适合于别墅住宅的采暖、空调。
5)自动运行
6)污水源热本机组由于工况稳定,所以可以设计简单的系统,不见较少,机组运行简单可靠,维护费用低;自动控制程度高,可无人值守;此外,机组使用寿命长,均在20年以上。
集中供热的特点:
集中供热是通过电厂制出的热量给城市的楼宇供热,管网建设的投资比较大,建设周期长。
1、运行稳定,因为是电厂直接供热,用热单位只建设一个换热站即可,占地面
积小。
2、是传统的供热方式,用户都已经容易接受。
3、供热温度不是很稳定,用户无法根据自己的需求控制供热温度。
4、初投资及运行费用相比污水源热泵系统较高,
5、集中供热一般靠燃煤或燃气作为热源,对城市环境造成污染,向城市排放废
热加剧热岛效应。
6、集中供热只是单一供热,无法提供制冷,更无法制出生活热水。
综上所述,利用污水源热泵系统作为建筑楼宇的供热供冷系统是我们最佳的选择。