污水源热泵用于集中供暖的技术经济分析
污水源热泵供热空调方式的技术经济分析
该地 区冬 季供 暖室 外计算温 度 .2℃ ,冬 季 空调 1
室 外计 算 干球 温 度 .5℃ , 暖 期 15 , 外 平 均 温 1 采 3 室 d 度 . , 季 空调 室 外 计 算 干球 温 度 3 . , 季 27℃ 夏 1 2℃ 夏 空调 日平 均温 度 2 . , 季运 行 9 。该 地 区污 水 61℃ 夏 0d 冬季水温 1 2℃, 夏季 2 。 区某 1 2℃ 小 8层住宅 楼 , 总建 筑 面积 1 7 , 用 面积 1 1 I 层 高 2 I每 889m 使 344I T, .I, 9T 层 8户 , 每层 建筑 面积 14 . 0 8 4m:使 用面 积 752T。 8 , 4 .I I
E on c om i c Ana y i n l s s a d Com p rs n o a t a e s r e a i o fW s e W t rRe ou c
He tPu p He tn n r c dii i y t a m a i g a d Ai on tonng S s em — Z J GCbU一 WANG S ii, HE H ̄ L j 1吐 u—n C NHo gbn , HI n - e g j n -ig S Yogz n h
建筑 物 供 暖 空 调 , 有 重要 的 节 能和 环 保 意 义 , 符 具 更
合 可持 续 发 展 战略 。鉴 于 污 水 源 热 泵 应 用 与 发 展 需
高新区50万平方米建筑污水源热泵技术集中供热.冷示范项目可行性研究报告
高新区50万平方米建筑污水源热泵技术集中供热.冷示范项目可行性研究报
告
目录
第一章项目概述 (3)
1.1 基本情况 (3)
1.2 编制依据 (5)
第二章项目目的与示范研究内容 (6)
2.1项目目的 (6)
2.2 项目示范与研究内容 (7)
第三章项目背景与建设的必要性 (9)
3.1 项目提出背景 (9)
3.1.1 能源背景 (9)
3.1.2 环境背景 (10)
3.1.3乌市冬季大气污染治理与“蓝天工程”延伸背景 (11)
3.1.4 水源热泵系统应用背景 (12)
3.2 项目建设意义与必要性 (14)
3.2.1改善能源结构的需要 (14)
3.2.2合理利用资源的需要 (15)
3.2.3环境保护的需要 (15)
第四章项目实施方案 (16)
- 1 -
4.1 项目规模分布与选址 (16)
4.2 工程技术方案 (18)
4.2.1 建筑围护结构节能方案 (18)
4.2.2 污水源热利用技术方案 (20)
4.2.3一次供热(中介水)管道铺设路径方案 (30)
4.2.4水源热泵机房 (31)
4.3项目实施进度计划 (31)
4.4环境保护 (32)
第五章项目投资预算与资金方案 (33)
5.1 项目投资预算 (33)
5.1.1投资构成 (33)
5.1.2预算依据 (34)
5.1.3 资金筹措与来源 (35)
第六章经济、社会与环境效益分析 (35)
6.1 基础参数 (36)
6.2 收支预测分析 (36)
6.2.1营业收入预测 (36)
6.2.2成本及税金分析 (37)
6.3财务分析 (37)
6.4 环境效益分析 (38)
关于污水源热泵技术的应用探讨
换 热 器 的堵 塞 、 腐蚀 以及 结 垢 问题 显 得 尤
为 突 出 。 由于 污 垢 的 存 在 使 传 热 热 阻增 加 , 它不 仅 恶 化 了 换 热 器 的传 热 性 能 , 且 而 因 为 垢 层 的 增 厚 使 流 通 面 积 减 小 , 有 污 再 垢还常 常使流道表面 的粗糙程度增加 , 引 起 摩 擦 系数 和 局 部 阻 力 系 数 的 增 加 , 必 这 然 要 引 起 整 个 换 热 器 的 流 动 阻 力 压 降 增 大 , 泵 消耗 的 功 率 增 加 。 所 以在 污 水 源 故 热 泵 系统 中 换 热 器 的设 计 、 使 用 中 , 何 如 防 垢 、抑 垢 、 除 垢 是 非 常 重 要 的 。
用 未 经 处 理 的 污 水 源 时 , 水 温 冬 季 约 为 其 l ℃左 右 , 个 温 度 下 能 保 证 普 通 的 热 泵 2 这 机 组正 常 运 行 , 未 经 处 理 的 污 水 水 质 极 但 差 , 换热器性能要求高 , 对 故所 用 换 热 器 价 格 昂 贵 。 当 采 用 处 理 后 的 污 水 源 时 , 据 根 相 关 实 践 经 验 沈 阳市 水 温 冬 季 约 为 8 左 ℃ 右 , 个 温 度 下普 通 的 热 泵 机 组 运 行 时 效 这 率 较 低 , 污 水 水 质 相 对 较 好 。 故 采 用 那 但 种 污 水 为水 源 应 根 据 当地 污 水 的水 温 、 水 质 的 实 际 情 况 , 行 经 济 性 比较 后 确 定 。 进 由于 污 水 水 质 的 特 点 , 污 水 接 触 的 与
污水源热泵技术介绍
污水源热泵技术介绍(共10页)
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城市原生污水源热泵系统技术解析报告
北京和利时恒业热能科技有限公司
二零一一年五月
目录
一. 建设污水源热泵的意义 (3)
二、污水的热能利用 (4)
三.污水源热泵的实现 (7)
四.污水源热泵系统的效益分析 (8)
一. 建设污水源热泵的意义:
(1)缓解能源消耗紧张:
在全国建筑能耗占总能耗的很大比例,而在建筑能耗中暖通空调的能耗更是占有举足轻重的位置,预测2020年我国暖通空调能耗量将达到10亿吨标煤,占总能耗的30%以上。开发利用低位可再生洁净能源是暖通空调能源消耗的新模式。可再生性清洁能源包括太阳能、风能、水能、生物质能、地热能和工业余热、城市废热等等,相对其他类型的冷热源,城市污水具有独特优势,是一种理想的低位冷热源。利用污水作为冷热源对建筑进行采暖空调可以直接减少其他短缺能源的消耗,同时还可以达到废物利用的目的,是资源再生利用,发展循环经济,建设节约型社会,友好环境的重要措施。目前满液式热泵机组在蒸发器进水温度1℃以上时,机组制热性能系数也在4以上,以火力发电效率计算,热泵机组的一次能源利用率大于。而效率较高的集中供热系统(燃煤或燃气)一次能源利用率也仅在之间。因此热泵系统节能量达50%。
(2)保护、友好环境:
我国能源消耗中,煤占70%以上,以煤为主的能源结构下,暖通空调用能是大气污染的主要因素之一。在全球空气污染最严重的10个城市中,中国占有5个,包括北京、上海、沈阳、西安和广州,北京冬季供暖期中TSP (总悬浮颗粒物)、2CO 、2SO 、x NO 等严重超标。资料表明,70%的TSP 、90%的
污水源热泵工作原理及效益分析
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。
206 某污水处理厂污水源热泵系统冬季供热分析
某污水处理厂污水源热泵系统冬季供热分析
天津大学环境学院张诚
摘要:对天津一所污水处理厂采用污水源热泵冬季供热的状况进行了分析研究,算出其系统的供热系数和机组的供热系数,发现了其在运行中存在的问题并提出合理化建议,最后得出在天津地区采用污水源热泵系统供热在经济上还是可行的。
关键词:污水源热泵冬季供热能耗分析
1 项目介绍
某污水处理厂始建于2005年,建设规模为45万m3/日,建设标准为二级生化处理。该工程采用污水源水源热泵机组作为冷热源,为厂区内办公楼以及工艺厂房等房间供热供冷。本文对其在08年冬季供热的情况进行分析研究。
该工程办公楼670m2,设计温度18℃,冬季热负荷56kw;工艺厂房4100m2,设计温度11℃,热负荷339kw。厂房车间采用立式明装风机盘管,挂墙安装;办公室采用卧式暗装风机盘管,置于吊顶内。
该项目采用污水源(二沉池出水)作为空调系统的水源。污水源水体温度冬季为9-22℃,设计处理水流量为5.2m3/s,冬季提取热量导致水体的温降为0.018℃。污水采取间接式应用方式,通过中介水与污水经壳管式换热器进行换热,再进入热泵机组,能保证机组不受污水中有害物质和微生物滋生的影响,安全有效地运行。
该工程污水换热器选用2台壳管式换热器,换热量250kW;污水侧进出口设计温度:12℃/10℃(换热温差不大于3℃),单台换热面积120 m2;污水源热泵机组采用3台螺杆式压缩机,制热量187.6 kW,额定功率58.7Kw。空调水循环泵设有3台,流量38m3/h,扬程24m;电机功率4kW。中介水循环泵设有3台,流量57m3/h,扬程20m,电机功率5.5kW。
污水源热泵技术的应用实例及可行性分析
污 水 源 热 泵 技 术 的应 用 实例 及 可行 性 分 析
刘世 梅
摘
何凤 绿
孙 云 海
要: 以太原市杨 家堡污水处理厂供 热系统 改造 工程为例 , 对污水源 热泵 系统原理及设计进 行 了介绍 , 出污水 源热 指
泵系统具有节水 、 节能 、 环保 、 运行费用低 等优 点, 是利用城市污水进行供 暖、 制冷 的空调 新形 式, 值得推广使用 。 关键词 : 污水源热泵系统 , 供热系统 , 生活污水 , 环境
置的准确性 , 后根 据实 际情况 , 然 如不 同的梁 高 、 的跨 度 , 理 调土建等相关专 业在满 足其 规范并 实际可行 的前 提下 , 可能采 梁 合 尽 恰 当地布置喷头 。有的地下汽车库 防火分 区较难分 隔 , 应作 适 当 用便 于喷头布置的主次梁布置形式 , 使设计得 以尽 善尽美地完成。 的调整 处理 。为 了防止火 灾 的蔓延扩 大 , 在坡道 、 道上加设 喷 参 考 文 献 : 车 头是十分必要 的补救方式 。 总之 , 在地下汽 车库 的设 计 中如 何合 理地 设计 给水 、 排水 特 别是 消防设 计显得尤为重要 , 目前 我 国在地 下汽 车库 的消 防设 计 [ ] 李雪玲 . 1 观澜会 所给排 水设 计 [] 山西建筑 ,0 7 3 (4 : J. 2 0 ,3 1 )
( 季为 1 夏 7℃ ~ 2 1℃ , 季 为 1 冬 1℃ ~ 1 5℃ ) 采 用 热 泵 原 理 , , 通 机 盘 管 。 过输入少量的电能 , 实现热量 的逆 向搬运作 用 , 即将热量 从温度低 2 系统原 理及 设计
污水水源热泵系统的热经济工程模糊分析
a d e g n e i n r m e t e c ,a op s he m e h uz y a a yss on he t c n n n i e rng e vion n t . d t t t od of f z n l i a e o omi c
e g ne rn n i e i g, t a o pr he i e a s s m e t be w e n wa t w a e ou c a m p o m ke a c m e nsv s e s n t e s e t r s r e he tpu s s e n t rhe tn n i o ii ni g s s e s I o l de he v r o p tto y t m a d o he a i g a d a rc nd to n y t m . t c nc u s t e y c m e ii n w ih o he ys e e hn qu s a c no y, a lo e b di s t e wa t w a e o c t t r s t m on t c i e nd e o m nd a s m o e h s e t r s ur e he um p’ dv nt g h ne gy s v ng a d e vion e o e to atp S a a a e oft e e r —a i n n r m ntpr t c i n. K EY ORDS w a t wa e ou c e tpum p;f z n l i n he te o m i n ne rn W s e t rs r e h a uz y a a ysso a c no ce gi e i g
水源热泵联合市政集中供热的系统设计方案及供热模式分析
太 阳 能第07期 总第351期
2023年07月No.07 Total No.351
Jul., 2023
SOLAR ENERGY
0 引言
在“双碳”目标推动,能源变革与绿色发展方针的驱使下,推动实现能源清洁低碳高效利用及全面提升清洁供热系统技术成为重点关注问题。民生供暖工作需要科学合理、循序渐进,应因地制宜利用当地可再生能源,宜气则气、宜电则电,一切从实际出发,确保群众安全温暖过冬。水源热泵技术是中国当前各类热泵技术中发展较好且应用前景较广的一类技术,可以利用水中的低品位热能,通过热泵原理转换为高品位热能[1],实现节能减排,助力低碳环保供暖。水源热泵与市政集中供热联合供热,或联合多种热源相互配合,实现多能互补、集成优化,合理利用热能。虽然这种利用方式起兼具经济性与稳定性,但如何利用及采用何种运行模式是关键问题。基于此,本文针对济南市某住宅小区集中供热负荷不足的情况,提出一种水源热泵联合集中供热的设计方案,并对采用此方案的供热系统的运行模式进行分析。1 项目设计介绍
本文以济南市某住宅小区供热项目为例,该小区位置处于某大型热源厂供热末端,该热源厂目前已接近满负荷运行,负荷余量相对不足。若采用市政集中供热方式,高寒期无法满足供热需求。考虑到供热事关千家万户、关系百姓冷暖,既是民生工程,更是民心工程,采暖季尤其是高寒期更要保证安全稳定供暖,保障居民温暖过冬,降低用户不满意率,项目可采用市政集中供热和其他能源联合供热的方式为小区提供热源。经过实地考察发现,距离小区约2 km有一座水质净化厂,每天污水处理量约5万t,因此为了保证用户供热稳定性,最终项目采用水源热泵联合市政集中供热方式为小区提供热源。在小区内新建一座供热能源站,能源站主要设备包括3台水源热泵,1台市政热网板式换热器和1台中介水板式换热器,可通过站内阀门的切换实现水源热泵单独供热、市政集中热网单独供热、水源热泵和市政集中热网并联运行多种运行模式。
污水源热泵项目可行性研究报告
污水源热泵项目可行性研究报告
一、研究背景
污水源热泵技术是一种新兴的从污水源取得热能来满足热需求,减少能耗以及降低碳排放的技术。污水源热泵技术的有效应用,可以利用污水中的低温能源,在用户的热量需求较大的设施和楼房中进行热能供暖,从而减少传统能源的消耗,降低碳排放的数量。有助于形成低碳经济。
因此,本次研究将重点考虑一个基于污水源热泵技术的可行性研究。
二、研究目的
本次研究的目标是通过研究形成一个基于污水源热泵技术的可行性研究报告,包括技术可行性研究和经济可行性研究。
三、研究方法
1.技术可行性研究
技术可行性研究主要是探讨污水源热泵技术在现有的技术基础上,采用什么样的方法可以有效的发挥其价值,具体而言应当考虑以下几方面:(2)污水源热泵技术实施的技术可行性;
(3)应用污水源热泵技术可以起到减少污染的作用;
(4)污水源热泵技术的运行成本。
2.经济可行性研究
兰州地区污水源热泵供热系统应用与经济性分析
兰州地区污水源热泵供热系统应用与经济性分析
摘要:本文项目选定污水源作为热源,配以燃气锅炉房为调峰热源;将污水源热泵系统对比了燃油锅炉、燃煤锅炉、燃气锅炉、电锅炉四种传统的供热系统,对此五种系统进行了分项评价,得出了污水源热泵系统的节能性和经济性。
关键词:污水源热泵;调峰热源;节能性;经济性
0引言
暖通行业发展的今天,由于能源结构的调整和环保政策的加强,开发和使用新型能源已经成为行业发展的首要责任与使命。在各国学者不断的探索中,热泵技术应运而生并逐渐成熟。污水源热泵机组的能量流动是利用其所消耗的能量(如电能)将吸取的全部热能(即电能+吸收的污水源热能)一起排输至高温热源的一种能量提升装置[1]。
1.项目简介
兰州某污水处理厂每天排放大量的低位热能,经提取后可用于集中供热。
现有需要供热面积150.93万m2,兰州地区采用综合采暖热指标为45w/m2;最大(设计)热负荷67.92mw;整个采暖季的总耗热量可以计算为570443.18gj/a。
污水小时最低流量为6666.7t/h,污水温度为13,污水提取温差为5。单位时间从污水中吸收的热量,热泵的实际制热系数。热泵机组的总供热能力,加入调峰比例为的调峰辅助热源联合运行满足
冬季既定供热面积的采暖需求。
2.污水源热泵供热系统节能性评价
污水源热泵技术从清洁能源角度来说,是一种很理想的低温热源。热泵虽然有大于1的供热系数,但是仅以此来判断热泵的节能性是不够的,为此,提出用能源利用系数来评价热泵的节能效果。本文主要针对兰州市进行供暖设计,故考察一次利用率时主要考虑冬季制热的工况[2-3]。
地下水源热泵系统运行的技术经济分析
地下水源热泵系统运行的技术经济分析
摘要:地下水源热泵系统作为一种新型的可再生能源利用技术,其应用和发展具有广阔的前景。本文对地下水源热泵的原理和形式作了详细的介绍,并从地下水源热泵系统的性能系数、节能性和环保性方面阐述了水源热泵系统的优越性。同时本文采用费用年值法对地下水源热泵系统进行了技术经济分析,得出地下水源热泵系统经济方面的可行性。
关键字:地下水源热泵;性能系数;节能性;环保性;经济
中图分类号:te08 文献标识码:a 文章编号:
1引言
随着热泵技术的长足发展和逐步完善,许多原先不曾考虑或者认为根本不可能的低位环境冷热源开始被越来越多的工程技术人员和专家学者所注意,例如城市污水、海水、地表江河湖水、地下水等等[1]。地下水作为一种新的可再生能源,其研究和发展不容小觑。
2地下水源热泵系统的简介
2.1地下水源热泵系统的工作原理
地下水源热泵系统是以地下水作为冷热能的载体,将地下水中和赋存地下水的土壤中的冷热能从地下提取出来,作为热泵机组的换热器的冷热源。在冬季利用热泵吸取地下水中的热量向建筑物供暖;在夏季热泵吸取地下水中的冷量向建筑物供冷。传统的空调系统需要有冷源和热源,而水源热泵系统包括地下水源热泵系统,只
需通过改变地下水或其它的水源进入热泵机组不同的换热器(蒸发器和冷凝器)来达到一套系统即可供热又可供冷的目的。
2.2地下水源热泵系统的分类
根据地下水与热泵机组之间有无换热器,将地下水源热泵系统分为开式系统和闭式系统。开式地下水源热泵系统是地下水与每台热泵机组直接换热。由于可能导致管路阻塞和腐蚀,不建议采用开式地下水源热泵系统。闭式地下水源热泵系统是地下水与热泵机组热源侧循环水通过板式换热器换热。我们调查的沈阳市地下水源热泵系统均采用开式系统。
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
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。
污水源热泵系统的技术经济性和其应用潜力分析
机 械 与 自动 化
J o u ma l o f He n a n Sc i e n c e a n d Te c h n o l o g y
污 水 Βιβλιοθήκη Baidu 热 泵 系 统 的 技 术 经济 性 和 其 应 用 潜 力 分析
李 红伟 张 楠 韩 赛 赛 ( 1 . 洛 阳一拖华建工程设计有 限公 司, 河南 洛阳 4 7 1 0 0 3 ; 2 . 机械工业第六设计研究院有限公 司, 河南 3 . 洛 阳一拖 华建工程设 计有限公 司, 河南 洛阳 4 7 1 0 0 3 )
一
三 污 水 源 热 泵 系 统 的 技 术 经 济 性 当前 , 国内污水 排放量 日益增 多 , 污水 的排放相 对集 中 , 该现状为污水源热泵的利用提供 了保证 , 资料显示给 6 0 0万吨
污水降温 3 ℃, 则可获得相当于燃烧 6 0万 吨煤所 产生 的热 量 , 所以 , 其 可以带来更高 的经济效 益 , 该 系统 以城 市污水 为冷 热 源, 无需 消耗燃煤 、 燃 油等一 次性 能源 , 运 行过 程 中中无烟 气 粉尘 、 废液 、 废渣等污染 物质 , 这 种性 能可 在很 大条件 下改 善 城市大气环境和地 面环 境。与其 它供 热设备 相 比 , 污水源 热 泵有很多的优势 : 我 国年污水 排放量 达 4 6 4亿 I T I , 与 燃煤 、 燃 油、 燃气等锅炉房系统相 比, 节省用煤量 0 . 3 3亿 吨。以全 国年 总能耗 3 0亿吨标煤来计算 , 达到 了 1 . 1 %, 若按暖通空调 的一 次能源消耗量 1 0亿吨标煤计算 , 达3 . 3 %, 同时每年可减少 排 放量达 7 2万吨。另外 , 污水源 热泵系统将 污水 热能连 同热 泵 机组本身产生 热能一并转移 到室 内, 能效 比高达 4 . 5— 6 . 0 , 能 源利用率是电采暖的 3— 4倍 , 夏 季冷凝 温度 低 , 比传 统 中央 空调 节省 3 0%一 4 0 %的运行 费用 , 且污水 源热 泵系统无需设 冷却塔 , 利用 的是城市原生污水 , 节约 了大 量水资 源的 同时又 创造 出新 的清洁型能源 。 四 污水 源热泵系统的应用潜 力 随着 能源 和环境 的问题 日益加重 , 在满 足人 们健康 、 舒适 要求 的前 提下 , 如何合 理利 用 能源 , 节能 减排 、 保 护环境 和 降 低能耗已成 为人 们迫切 需要 解决 的焦点 问题 , 污水 源 热泵技 术将成为 既节 能又环保及舒适卫 生的最为 活跃和最 为有效 的 供 暖供冷 方式 。面对全 球性 的能源 短缺 问题 , 我 国政府 对 污 水源热泵技术 的应用高 度重视 , 在 鼓励 和推 广原 生污水 源热 泵技术 的研究应用方面 已出台了一些相 关政策 。由于我 国地 域辽 阔 , 各地 区气候差 异较 大 , 地质 状况错 综 复杂 , 全 面推广 应用污水源热泵技术还需要对许 多技术 难题进行 研究 。在 能 源短 缺和环境危 机 日益 严重 的情况 下 , 使用 以污水 作 为热源 的热泵 系统来代替传统 的燃油气炉是 一种 可行 的节 能改造方 案, 也将成为今后发展的必然趋 势。
污水源热泵系统在电厂中应用的技术经济分析
k e y a n d h o t f i e l d .T h e r e i s a l a r g e n u mb e r o f l o w h e a t e n e r g y i n t h e r e c y c l e w a t e r o t e l e c t i r c p o we r p l a n t s ,w h i c h c a n b e u s e d a s h i g h h e a t e n e r y g u s i n g t h e h e a t p u mp t e c h n i q u e .T h i s p a p e r f o c u s e s o n t h e t e c h n o l o g y s c h e me o f t h e
Abs t r a c t: Wi t h t h e o e e u r r e n e e o f i n c r e a s i n g l y s e r i o us e n v i r o n me n t a l c r i s i s ,e n e r g y i s b e c o mi n g l e s s a n d l e s s,a n d i n d u s t r i a l p o l l u t i o n a l s o ma k e s o u r l i v i n g e n v i r o n me n t wo r s e .T he d e v e l o p me n t o f n e w a n d r e n e wa b l e e ne r g y i s t h e
污水源热泵技术应用探讨
量, 制出4 5 。 的热水供小 区采 暖。其流程见 图 1 。
5份的热能 , 能效 比至少可达到 4 : 1 。
2 项 目简介
金 桂 园 小 区建 筑 面积 为 3 2万 I l l , 该 小 区正 西
1 k M处 有一个污水处理厂 , 处理 厂每天处 理水量在 1 5
污染 , 而且还有很好 的经济效益 。
【 关键词】 污水源热泵; 技术; 探讨 【 中图分类号】 T U 9 9 2 . 2 5 【 文献标识码】 B 随着 能源紧缺与环 境 问题 的 日益严 重 , 浅层 地 热
【 文章编号】 1 0 0 1 — 6 8 6 4 ( 2 0 1 4 ) 0 2 — 0 0 4 2 — 0 2
DN3 0 0。
7 污水源热泵 系统投资 ( 表3 ) 。
8 单位建筑面积运行费用
( 1 ) 耗 电量计算 。耗电量 = 设 备输入 功率 × 运
行 台数 X 每天运行 时间 × 运行天数 ×年运行系数
运行状 态 , 二 台机 组制 热量修 正后 合计 4 5 2 2 k W, 热 负
荷指标 4 5 . 2 W/ m 2 。
动力》 ; G B 5 0 1 8 9— 2 0 0 5 ( ( 公共建筑节 能设计标 准 》 ; I G ・ S H P 2 0 0 0 ( ( 国际地 源 热泵协 会 闭式 循 环地 源热 泵设 计 和安装标 准》 ; 《 实用供热空调设计 手册》 ( 陆耀庆编 ) ;
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污水源热泵用于集中供暖的技术经济分析
摘要:污水源热泵技术正在越来越得到人们的关注。本文提出了利用污水源热泵技术代替传统供热锅炉方案用于集中供暖的方案。并且以武汉某居住小区为例,评价了污水源热泵用于冬季集中供暖的经济性,和其它供暖形式相比较得出了乐观的结论。并且根据污水源热泵的特点对污水源热泵技术应用于集中供暖提出了具体可行的改进方法,以进一步提高污水源热泵机组的经济性和可行性。
关键词:
污水源热泵;集中供暖;技术经济分析
0 引言
年来,在暖通空调领域,污水源热泵的发展越来越得到人们的关注。虽然污水源热泵技术在国外早有应用[1],但其在国内也是近年来才有了长足的发展。污水源热泵是利用城市污水作为冷热源的水源热泵,由于城市污水的一系列特点[2],使得污水源热泵在节能性和环保性等方面较传统热泵机组形式有较大的优势。
由于城市污水在冬季的温度较其它热泵空调的热源要高很多,在使用高温水源热泵机组的情况下,热泵机组出水温度可达到直接供暖的要求,所以在冬季利用污水源热泵供暖是一项非常有潜力的技术。本文以在冬季利用污水源热作为小区供暖热源方案,和普通供暖锅炉方案作一个定量的技术经济分析。比较对象为现在比较常用的几种集中采暖形式:燃煤锅炉、燃气锅炉和燃油锅炉。
1集中供暖条件的确定
1.1集中供暖概况
武汉市是我国著名的重工业特大城市,每年污水排放量非常大。而且武汉市气候特征为夏季炎热,冬季湿冷。但是由于武汉市一般累年日平均温度低于或等于5℃的日数为59天[3],没有达到60天的最低供暖要求,所以不属于国家强制冬季集中采暖城市。但是随着人民生活水平的日益提高,对冬季采暖的要求也日渐强烈。在当前大规模的城市供热管网没有修建之前,在各小区建设集中供暖使用的锅炉房或热泵房是最佳选择。
本章以武汉市已建成的某小区为研究对象,该小区总供暖面积为50000m 2,供暖热指标按60W/m 2计算[4]。 1.2计算供暖热负荷
为正确计算该小区在采暖时期的热负荷,采用绘制热负荷延续时间图[5]的方法。供暖热负荷延续时间图的数学表达式如下。
()
⎪⎩⎪⎨⎧-='0'1n
n
Q R Q Q b n n β zh N N N ≤<≤55 (1)
'
'
05w
n w
t t t --=β (2)
式中 '
n Q 、n Q ――供暖设计热负荷和在室外温度w t 下的供暖热负荷;
n t ――供暖室内计算温度,取n t =18℃
根据相关资料[6],查得武汉地区气象资料,'w t =-2℃,pj t =2℃,zh N =59天。代入式
(1)、(2)可得到不同采暖室外计算温度下的采暖热负荷计算公式:
⎪⎩
⎪
⎨⎧-⨯-='
6726.0'
])545(
35.01[n n
Q N Q Q n 5955≤<≤N N (3) 该小区的供暖设计热负荷为3MW ,根据式(3)可以得出在一个供暖周期(一年)内总的耗热量m Q :
5
59
]6726.1)5(072.03[0536726.159
-⨯-+==⎰
N N N dN Q Q n m GJ 41024.1⨯= (4)
2
供热系统的经济性评价
2.1工程经济评价标准
由于本文涉及的各个供暖方案具有不同的寿命周期,所以本文采用费用年值法对各个采
暖系统进行经济性评价比较。
费用年值法的计算公式为[7]:
Y n i F A F n i P A C AW +-=),,/(),,/(0 (5)
Y Fi i i i F C Y i i F i i i C n n
n n n ++-++-=+-+--++=1
)1()1()(1)1(1)1()1(00
式中 AW(Annual Worth)――费用年值(元);
C 0――初投资(元);F ――残值;i ――回收率,一般取5%; n ――折旧年限(年),对于热力系统折旧年限为20年;Y ――年运行费用(元)。 2.2各供暖方案的初投资计算
本章节主要是比较污水源热泵与其它几种供暖形式的经济性,只考虑机房部分的经济性
差异,对于供暖末端而言是相同的。所以初投资不考虑末端设备。
初投资包括有:设备价格费,根据文献[8],可以将各方案的设备购置价格表示为设计供
暖热负荷'
n Q (MW)的函数,见表1。污水源热泵供暖方案中,设备价格还应包括输送低位热
源(污水)的管网投资、水泵投资以及低位热源(污水)换热器的投资。
表1 设备价格表
还应包括:安装工程费,取总费用的5%。设备工器具购置费,按设备总费用的1%。由于污水源热泵供热系统(高温热泵系统)的供回水温度为85/70℃,而三种传统供热方案的供回水温度均为95/70℃,在对室内提供相同供热量时,高温热泵供热方案需要增加室内散热器的面积或选择传热系数更高的散热器,因此需要相应增加室内采暖系统的初投资所占的比例。污水源热泵方案中,室内供暖系统初投资的增加值和污水管网的投资均计入初投资比较表2中。
注:取热泵站离污水干渠或处理站的距离500米,污水管网敷设费按6万元/km 计算。 2.3各供暖方案的运行费计算
各供暖方案在运行的寿命周期内,会产生各种各样的成本。包括燃料费、人工费、折旧费等等。并不是初投资低的方案就一定划算,只有在整个寿命周期内都表现出良好的经济性的方案才是最佳方案。
其中污水源热泵不包括燃料费,其它三种方案均需要消耗燃料。武汉地区燃煤、燃油和天然气的价格见表3。
20.93MJ/kg 75
各方案电费、水费或燃料费的计算污水源热泵为电机驱动,整个供暖周期内耗电量Q e (kWh)为:
h m
N i h
i e COP Q COP Q Q zh
=
⨯=∑
=124 (6) 则供暖用电费Y 1为:
e e Q P Y ⋅=1 (7)
式中 P e ――电价元/kWh ,武汉市实行分时电费制度, 6~22时电费单价0.525元/kWh ,
夜间电费单价为0.26元/kWh,供暖季节按每天不间断供暖24h 计算。综合后电价按0.44元/kWh 计算。
对于锅炉方案,均需要燃烧燃料,整个供暖周期内燃料费Y 2为:
P Q Q P Q Q P G Y m N i i
zh η
η⋅=⋅⨯=⨯=∑=4.86100036002412 (8) 式中 P ――燃料单价;G ――锅炉每年燃料消耗量;Q ――燃料的低发热值,具体参