污水源热泵调原理
污水源热泵系统介绍
污水源热泵系统介绍供热空调的能源消耗占社会总能耗的比例大达30% ,而环境污染的20%也是由供热空调燃煤引起的。
因此,采用热泵技术,开发低位的、可再生的清洁能源用于建筑物的供热空调意义重大,是建筑节能减排的有效途径之一。
这些能源包括:大气、土壤、地下水、地表水、工业余热及城市污水等等。
其中污水在数量(水量)、质量(水温)及分布规律上(地理位置)具有明显优势。
预计2010年我国污水排放量达720亿t/a,水温全年在10-25T之间,按开发50%的水量计算,可供热空调的面积至少在5亿卅以上。
另外,原生污水均匀地分布在城市地下空间,为因地制宜地有效利用及建设分散式的热泵供热空调系统创造了有利条件。
而地表水源在南方水源丰富的地区以及沿海城市更具有广阔的应用前景。
1热泵原理各类低位的清洁能源利用是通过热泵技术实现的。
热泵空调技术是根据逆卡诺循环原理,将低温热源或低位能源(如城市污水、地下水等)中的低品位热能进行回收,转换为高品位热能的一种节能与环保性技术,利用这项技术的逆过程同时还可以达到制冷的目的,是以存在合适的低位能源为必要条件的。
45 °C系统水“ 50 °C2-冷凝器60 C1-压缩机4-蒸发器2C11 C水源水"6 C图1热泵工作原理示意图图1示意了一种水源热泵向建筑物供热的工作原理。
所谓水源热泵,就是指以环境中的水(污水、地表水、地下水等)作为热源。
热泵工质(例如氟利昂)在压缩机 1 的驱动下,在压缩机1、冷凝器2、膨胀装置3、蒸发器4 几个主要部件中循环运动。
工质的热力性质决定了蒸发器中的工质温度可以保持在例如2C (称为蒸发温度)左右,而冷凝器中则为60 C (称为冷凝温度)左右。
这里的水源虽然在冬季可能仅为1「C, 但却可以作为热泵系统的热源,因为当将它引入温度为2C的蒸发器时,它必然要把自身中的热能(称为内能)交给机组,变为例如6C排放出去。
获取了水源热能的工质被压缩机压缩到例如60 C,在冷凝器中加热来自建筑物的系统循环水,由该水将热量带到建筑物的散热设备中。
污水源热泵工作原理及效益分析
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。
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。
污水源热泵工作原理
污水源热泵工作原理
污水源热泵利用污水中的热能,通过循环传热的方式将污水中的热能提取出来,再经过压缩和膨胀等过程进行升温,从而达到供热或供冷的目的。
具体工作原理如下:
1. 污水提取:通过污水管网将污水收集到热泵系统中。
2. 过滤预处理:对污水进行预处理,如过滤、沉淀等,以去除悬浮物和杂质,避免对热泵设备的损坏。
3. 热能提取:将预处理后的污水进入换热器,通过与热交换介质(如工质流体或蒸发冷媒)接触,将污水中的热能传递给热泵系统。
4. 压缩和膨胀:热泵系统中的压缩机将流体压缩,使其温度升高,然后通过膨胀阀放松,使其压力降低,温度下降。
5. 热能释放:高温高压的流体经过冷凝器释放热量,热量通过传热介质(如空气或水)传递给室内供暖或供冷设备。
6. 蒸发循环:冷却的流体经过蒸发器重新吸收热源,通过蒸发过程吸热,然后经过压缩和膨胀等过程,重新进行热能提取和释放的循环。
通过上述循环过程,污水源热泵能够利用污水中的废热能源,
通过传热和压缩循环的方式将其转化为可利用的供热或供冷能源,实现能源的回收利用,提高能源利用效率,同时减少对传统能源的消耗,实现节能减排的效果。
污水源热泵系统与集中供热系统对比
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。
污水源热泵制冷工作原理
污水源热泵制冷工作原理
污水源热泵制冷工作原理是通过利用污水中的热能来进行制冷的一种技术。
其工作原理如下:
1. 污水采集:首先,将污水收集到一个集水池中。
这个集水池通常位于需要制冷的建筑物附近,以便方便获取污水。
2. 污水处理:收集到的污水会首先进行初步的处理,例如去除固体杂质和悬浮物等,以保护热交换器和其他设备的正常运行。
3. 分离污水中的热能:接下来,污水中的热能会通过热交换器进行分离。
热交换器内部有一根水管,污水在外部流过,冷凝器循环水流在内部流动。
热交换器通过传递污水中的热能给循环水,使循环水温度升高。
4. 循环水压缩:升温后的循环水通过压缩机进行压缩,使其温度进一步升高。
压缩机提供了流动能量,使循环水的压力和温度都增加。
5. 循环水冷凝:压缩后的循环水通过冷凝器进行冷凝,使其失去热量并转化为高温的冷凝器冷却水。
6. 冷却水回收:冷凝器冷却水会通过循环管道回流到热交换器中,与污水交换热能,再次提供冷却效果。
同时,冷凝器冷却水温度降低,会重新进入循环水压缩过程,保持循环。
7. 制冷作用:冷却效果通过循环水在室内热交换器中与空气交
换来实现。
循环水通过热交换器,将室内的热量吸收,使室内空气温度降低,从而实现制冷效果。
通过循环往复,污水源热泵制冷系统能够不断吸取污水中的热能来提供制冷效果,这种技术既能够有效利用资源,又能够实现环境友好型的制冷方式。
《污水源热泵》课件
Part Three
污水源热泵系统组 成
污水换热器
功能:将污水中的 热量传递给清洁水
结构:由换热管、 壳体、密封件等组 成
工作原理:利用污 水与清洁水之间的 温差进行热交换
应用:广泛应用于 污水处理厂、工业 废水处理等领域
热泵机组
压缩机:将低压气体压缩 成高压气体,提高温度
冷凝器:将高压气体冷却 成液体,释放热量
运行
常见故障及处理方法
压缩机故障:检查压缩机 是否正常工作,如有问题 需及时更换
冷凝器故障:检查冷凝器 是否正常工作,如有问题 需及时清洗或更换
蒸发器故障:检查蒸发器 是否正常工作,如有问题 需及时清洗或更换
控制系统故障:检查控制 系统是否正常工作,如有 问题需及时维修或更换
管道堵塞:检查管道是否 堵塞,如有问题需及时疏 通
工业废水处理: 利用工业废水中 的热量进行热交 换,降低能源消 耗
农业灌溉:利用 农业灌溉水中的 热量进行热交换, 提高灌溉效率
建筑供暖:利用 污水源热泵为建 筑提供供暖,降 低能源消耗和碳 排放
污水源热泵的优势与局限性
优势:节能环保,可利用污水中的热量进行供暖或制冷 优势:运行稳定,不受外界环境影响 局限性:需要定期维护和清洗,以保证设备的正常运行 局限性:对水质要求较高,不适用于含有大量杂质或腐蚀性物质的污水
膨胀阀:控制制冷剂流量, 调节蒸发压力
蒸发器:吸收污水中的热 量,使污水降温
辅助系统
水泵:用于输送污水和热泵系统之 间的循环水
控制系统:用于控制热泵系统的运 行和调节
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换热器:用于将污水中的热量传递 给热泵系统
过滤器:用于过滤污水中的杂质, 保护热泵系统
污水源热泵机组的工作原理
污水源热泵机组的工作原理污水源热泵机组是一种利用污水作为换热介质的热泵系统,它通过提取毗邻地下水域中的热量来为建筑供暖和冷却。
工作原理污水源热泵机组的主要部件包括蒸发器、压缩机、冷凝器和膨胀阀。
首先,污水从地下管网进入蒸发器,通过换热器与机组中的低温制冷剂发生热交换,使污水的温度降低,并将低温制冷剂蒸汽化。
然后蒸汽通过压缩机被压缩,同时温度增加。
之后的高温高压制冷剂通过换热器将其余的热量传递给供热系统,为建筑室内的暖气或热水提供热量。
而蒸发器冷凝器有时是构成一个整体的,它可以将其余的热量排出,在夏季中可以将在室内产生的热排出。
最后,高温高压制冷剂通过膨胀阀控制的孔进入蒸发器,从而形成一个完整的热力循环。
污水源热泵机组的优点污水源热泵机组以其高效节能、绿色环保等优点成为了现代建筑中取暖制冷的主要方式。
1.高效节能污水源热泵机组可将低温能量转移为高温能量,从而达到能源利用的高效和节能。
相较于传统的电能和燃气,它可以为建筑节省30-70%左右的能源费用。
2.不受环境影响污水源热泵机组不受外部气候、季节影响,可以全年常温工作。
它能够在各种恶劣环境下按照所需负荷提供温度。
3.绿色环保污水源热泵机组能够减少对环境的污染,因为其采用的是可再生的能源污水。
它能够促进生态社会的建设和发展。
污水源热泵机组的应用场景污水源热泵机组的应用场景十分广泛,它通常可以应用于以下几个方面。
百科与博物馆污水源热泵机组可以为百科与博物馆的恒温、恒湿和恒净提供性能表现的平台。
它可以根据博物馆、文化建筑等需要不同的环境要求,提供合适的环境温度。
冷库和食品加工企业污水源热泵机组可以在冷库、食品加工企业中为所需的制冷和冷水,提供稳定的温度环境。
它更准确、便利和经济用于对生态环境质量要求较高的场合。
商业和制药厂污水源热泵机组能够通过提高节能效率、维护暖通空调系统、设备夜间关机等方式,提高办公企业的白天运行效率。
此外,它还可以为制药厂的制冷和制热提供稳定的环境温度。
水源热泵工作原理
水源热泵工作原理水源热泵是一种利用地下水或湖泊、河流等水源进行热能交换,实现供暖、制冷和热水的系统。
它的工作原理主要包括水源热泵循环系统、蒸发器、压缩机、冷凝器和膨胀阀等组成。
下面将从这几个方面来详细介绍水源热泵的工作原理。
首先,水源热泵循环系统是水源热泵系统中的重要组成部分。
它通过管道连接蒸发器、压缩机、冷凝器和膨胀阀,实现工质在这些部件之间的流动,从而完成热量的吸收、压缩、释放和膨胀过程。
其次,蒸发器是水源热泵系统中的热交换部件,其工作原理是利用地下水或水体中的低温热量,使工质(一般为制冷剂)从液态转变为气态,吸收大量热量。
这样就实现了地下水或水体中的低温热能的利用,同时起到了制冷的效果。
接着,压缩机是水源热泵系统中的核心部件,其工作原理是将蒸发器中吸收的低温低压蒸汽进行压缩,提高其温度和压力,使其成为高温高压蒸汽。
这样就实现了热能的提升,为后续的热交换提供了条件。
然后,冷凝器是水源热泵系统中的另一重要部件,其工作原理是利用地下水或水体中的高温热量,使高温高压蒸汽冷凝成高温高压液体,释放出大量热量。
这样就实现了地下水或水体中的高温热能的利用,同时起到了供暖的效果。
最后,膨胀阀是水源热泵系统中的控制部件,其工作原理是通过调节工质的流量和压力,控制蒸发器和冷凝器之间的压力差,从而实现工质的膨胀和压缩的循环过程。
综上所述,水源热泵的工作原理是利用地下水或水体中的低温热量和高温热量,通过蒸发器、压缩机、冷凝器和膨胀阀等部件的协同作用,实现了热能的吸收、压缩、释放和膨胀过程,从而实现了供暖、制冷和热水的功能。
这种利用水源进行热能交换的方式,不仅能够实现能源的高效利用,还能够减少对环境的影响,具有广阔的应用前景。
污水源热泵原理
污水源热泵原理污水源热泵是一种利用污水中的热能进行能量转换的环保节能设备。
它通过污水中的热能,实现了对建筑物供暖和制冷的效果,同时减少了对传统能源的依赖,降低了能源消耗和环境污染。
下面我们来详细了解一下污水源热泵的工作原理。
1. 污水采集,首先,污水源热泵需要从污水管道中采集污水。
污水管道中的污水温度相对稳定,且具有一定的热量,适合作为热泵的热源。
2. 污水预处理,采集到的污水需要经过一定的预处理,包括去除污物、杂质和沉淀物等,以保证热泵系统的正常运行和延长设备寿命。
3. 热能提取,经过预处理的污水进入热泵系统,通过换热器将污水中的热能传递给热泵工质。
热泵工质在低温下蒸发吸收热量,然后被压缩升温,释放高温热量用于建筑供暖或者制冷。
4. 热能利用,释放的高温热量通过供暖系统或制冷系统传递到建筑物内部,满足建筑物的供暖或制冷需求。
5. 冷凝回收,热泵工质释放热量后变成液态,再次进入换热器吸收污水中的热量,形成闭合循环,实现了对污水热能的充分利用。
通过上述过程,污水源热泵实现了对污水中热能的提取和利用,达到了节能环保的效果。
同时,污水源热泵还具有运行稳定、维护成本低、使用寿命长等优点,逐渐成为建筑供暖和制冷领域的热门选择。
除此之外,污水源热泵还可以与其他能源设备相结合,形成多能源互补的供暖制冷系统,提高能源利用效率,降低运行成本,为建筑节能减排做出积极贡献。
总的来说,污水源热泵作为一种新型的能源利用设备,具有巨大的应用前景和发展空间。
它不仅可以为建筑节能环保做出贡献,还可以推动能源结构调整和绿色发展,是一种具有广泛推广价值的新型能源设备。
希望随着科技的不断进步和创新,污水源热泵能够得到更广泛的应用,为人类创造更加美好的生活环境。
污水源热泵原理课件.
• (5)城市污水量大面广,在市区内既可分散性小规模应用,也可
建设大型热泵站,系统机组装机容量可在100kW-2000kW之间, 甚至更大。开发利用城市污水作为热泵冷热源为建筑物供暖空 调不仅具有节能环保效益,而且符合生态建筑的发展趋势。
• (6)城市污水能源区域分布优越。我国能源资源分布不均.煤炭
城市污水是工业废水与生活污水的总和,是城市余热型可再 生性清洁能源,包括城市原生污水与二级出水,是一种理想 的低位冷热源。作为热泵空调冷热源具有如下特点:
• (1)城市污水水量为城市供水量的85%以上,数量巨大,
•
据《2005年国民经济和社会发展统计公报》显示:我国 2005年全年城市污水排放量达359.52亿立方米,城市污水 处理率达48.4%。 (2)城市污水水温相对较高且其随季节变化幅度较小,通 常在10℃以内,具有冬暖夏凉的特点,温度全年在10— 25℃之间,适合暖通空调冬夏两季制热及制冷双工况运行, 供暖时水温较地下水温高3—5℃,制冷时较空气温度低 10—15℃。
• 我国目前也已实施多个项目的城市污水源
热泵,如北京高碑店污水处理厂、北小河 污水处理厂、卢沟桥污水处理厂、秦皇岛 海港区污水处理厂利用污水二级出水实施 了几个项目,哈尔滨马家沟、哈尔滨望江 宾馆、哈尔滨太古商城、大庆恒茂商城等 利用原生污水实施了几个项目,均取得了 较好的效果。
2.3污水源热泵的原理
• 首先,污水源热泵技术主要来源为城市污水,污
水具备水处理量大,水源稳定,冬暖夏凉等特点。 调查表明,城市污水中具有较大的热量,冬天污 水温度在10℃至16℃,高出日常气温。夏天,污 水水温为22℃至25℃,又比日常气温低。热泵机 组依靠内部制冷剂的物态循环变化,冬季从污水 中吸收热量经热泵机组升温后对建筑供热,夏季 通过热泵机组把建筑物中的热量传递给污水从而 实现供冷的新技术。
污水源热泵简介
污水源热泵+水蓄能简介
第一章污水源热泵概述
污水源热泵技术的概念
污水源热泵技术是一种高效率的自然冷能转换装置。
它能够将存在于污水中低品位冷能资源转换成高品位的热源或冷源向外输出,制成既能供暖又能制冷的空调系统。
污水源热泵系统通常能效比可达1:4~1:,即输入1KW的电能,可输出4~的能量,远远高于其它形式的供能方式。
由于热泵系统不燃烧任何燃料,是一种极为清洁的能量转换方式,真正做到了零污染、零排放,经济效益、社会效益和环境效益十分显著。
污水源热泵的原理及原理图
污水处置厂排放的污水水温一样都十分稳固,夏日水温在25~28℃,冬季,水温在9~15℃。
污水源热泵机组工作原理确实是在夏日将建筑物中的热量转移到污水中,由于污水温度低,因此能够高效地带走热量,而冬季,那么从污水中提取能量,由热泵原理通过空气或水作为载冷剂提升温度后送到建筑物中。
通常污水源热泵消耗1kW的能量,用户能够取得4kW以上的热量或冷量。
污水源热泵系统确实是将污水作为空调系统的水源水,夏日向污水中排热,冬季从污水中取热。
污水源热泵系统工作原理及流程图
污水在冬季水温不低于11℃,在夏季水温不高于24℃,其水量不受限制。
虽然冬季水温有些低,我们可以通过加大流量减小温差的方式来实现冬季在污水中低温取热的过程。
采用间接式污水源热泵系统做为供暖、制冷、制取生活热水的方式。
其功能为利用污水低品位热,通过热泵机组的工作将水温度提至50℃(冬季)或降至7℃(夏季)输送到末端设备
热泵水源:污水
污水温度:冬季≥11℃ 夏季≤24℃ 末端用
户
热泵机
组中介水泵
热能采集器
提升井及提升泵
污水
间接式污水源热泵系统流程
1、系统流程图。
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。
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。
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。
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。
污水源热泵的工作原理
污水源热泵的工作原理概述污水源热泵(Sewage Source Heat Pump,简称SSHP)是一种新型的综合性能很高的热泵系统。
它以污水为热源,利用热泵的工作原理将环境中的低温热能转化为能够提供供暖和热水所需的高温热能。
工作原理污水源热泵系统由三个主要部分组成:室内机、地源换热器和热泵机组。
其中室内机主要用于供暖或制冷;地源换热器是用来提供热源和冷源,通常埋在地下水中;热泵机组则是将地下水中低温热能转化为高温热能,供室内机使用。
热泵机组的工作原理可以分为四个主要的步骤:1.压缩环节:在热泵机组中,流体在一个封闭的系统中循环流动。
当压缩机开始工作时,它会将流体压缩至很高的压力和温度。
这个过程使流体中的低温热能转化为高温热能。
2.冷凝换热环节:经过压缩环节后,高温高压的流体进入冷凝器中,与地下水中的低温热能进行热交换,将高温高压的流体冷却,转化为高温低压的液体。
在这个过程中,地下水中的低温热能被吸收,转化为热泵机组的高温热能。
3.膨胀环节:经过冷凝换热环节后,高温低压的液体进入膨胀阀,通过闪蒸的方式使流体膨胀到低温低压液态,此时其所含的高温热能转化为低温热能。
4.蒸发换热环节:经过膨胀环节后,冷却剂进入蒸发器,与室内空气进行热交换,实现室内空气的制冷或加热。
同时,冷却剂的低温低压液态通过换热器又吸收了地下水中的低温热能,整个循环过程完成。
优缺点优点1.环保节能:污水是一种可以循环利用的再生资源,污水能够提供热源,不仅可以达到减少环境污染,节约能源的目的,而且还能为社会提供一揽子污水处理服务。
2.稳定性强:与地源热泵等传统热泵技术相比,污水源热泵不受地质环境影响,能够保持能量稳定输出,同时也能够更加定量精准地对城市污水进行管理。
3.经济效益高:具有明显的节能效益,大幅减少了对管道燃气、暖气、空调等能源的需求,降低能源消耗和运营成本。
缺点1.污水本身不干净,因此对污水的预处理要求较高。
2.系统复杂度较高,设备选型要求高。
污水源热泵系统介绍
优点: 1、系统简化; 2、避免了二次换热时热量损失,提高了系统效率; 3、节省了换热器的投入,减小设备占地面积; 4、初投资和运行费用降低; 5、机组冷热工况的转换是通过冷媒切换完成,省去了管线切换的安 装费用,并解决了使用端与污水系统污染的问题。 缺点: 1、对热泵机组的防腐性能要求高; 2、热泵机组存在着潜在的损坏隐患。
一机三用 套装置
初投资低
供暖、供冷、供生活热水,一套系统可以代统,初投资要低
污水源热泵系统关键问题
1、阻塞问题严重,难以解决。
原水堵塞时间几分钟 (10%/min) 二级水几天(10%/d) 地表水也存在严重的堵 塞问题(10%/d)
原生污水
T /d
污水源热泵系统发展历程
第一套技术:滤面连续过滤与还原技术,开发了两种专利产品, 2003年通过技术鉴定,鉴定为“世界首创,国际领先”。
哈尔滨望江宾馆: 建筑面积16000㎡, 机组容量1500kW
污水热泵转筒式防阻机
第3代:混水、混温
第5代:消除了混水、混温,智能 自控;但是体积大,耗功大,过
率高,换热系数在1000 W/ ㎡ · ℃之间。
污水进水温度17℃ 中介水出温度14℃
污水出水温度10℃
中介水进温度7℃
污水源热泵系统形式介绍
间接式(智能防阻机)污水源热泵系统
一级污水泵+防阻机+二级泵+换热器+中介水泵+水源机组+末端
间接式(污水热能采集器)污水源热泵系统
一级污水泵+热能采集器+中介水泵+水源机组+末端
二级污水
2、换热面的软垢厚度可达1mm以上,衰减幅度可达5%/d
二级水、原生污水污垢
水源热泵工作原理
水源热泵工作原理(图)大功率水源热泵工作原理根据卡诺循环原理,利用湖水、河水、地下水、及工业用冷却水资源,借助压缩机系统,通过消耗少量电能,不断将水中大量的低品位热能取出来变成少量的高品位热能,供给室内的采暖和空调系统。
夏季机组水系统反向运行,把室内的余热取出来,释放到地下土壤或水中,以达到空调降温的目的。
大功率污水源热泵工作原理城市污水集中供热(冷)系统是依据国家专利技术,由大功率无燃料污水源热泵机组及热力管网组成。
其特点是高效节能、环保、经济。
城市污水集中供热机组的工作原理:利用污水处理厂二沉池的水资源,借助专用污水源热泵机组系统,通过消耗少量的(25%)电能,在冬季,不断将污水中大量的低品位热能取出来,变成高品位的热能,通过热力管网供给建筑物的采暖和空调系统。
夏季,把室内的热量取出来,再释放到水中,以达到空调制冷的目的。
该系统广泛应用于建筑物的集中供热、中央空调、热水供应、游泳池水加热、室内种植、养殖恒温等。
是一种可以在污水处理行业推广的创新技术。
地源热泵工作原理地源热泵空调系统是真正意义上的绿色环保中央空调系统,它通过充分利用蕴藏于地球土壤中或江河湖海中的巨大能量来实现对建筑物的供热和制冷。
地源热泵空调系统是目前可以利用的对环境最友好和最有效的供冷、供热空调系统,它比空气热泵空调系统节能40%以上,比电采暖节能70%以上,比燃气锅炉效率提高48%以上,而所需的制冷剂比普通热泵空调减少50%,地源热泵空调系统中70%的能量从大地中获得的可再生能源。
大功率高温型水源热泵机组工作原理新型高温机组以30——40℃的地热尾水、工业和油田热废水为热源,经过转换,为工业和居民生活提供65——80℃的热水。
经测定,这种机组运行稳定,性能系数高,机组的诞生意义重大:一是利用较低温度地热等热能供暖供热,可以取消或代替燃煤锅炉,是集中供暖供热的新的更有效的途径;二是供暖供热过程无粉尘及有害气体产生,有效地保护了城市大气环境;三是扩大地热利用的温度范围并提高地热能源的利用率,既节约了能源又减少了对环境的热污染。
污水源热泵的原理是通过
污水源热泵的原理是通过污水源热泵是一种利用污水作为热源进行能源转换的设备。
它根据热力学第一定律和热力学第二定律的原理,通过对污水热量的吸收和释放,实现能量的转移和利用。
污水源热泵的工作原理可以简单概括为四个步骤:污水吸热、热泵循环、热能释放和热力回收。
首先,污水源热泵通过吸热器从污水中吸收热量。
吸热器通常采用板式换热器或螺旋板式换热器等高效换热装置,将污水中的热量传递给工质。
这样,污水的温度就会下降,同时工质的温度升高。
接下来,工质被压缩机压缩,将低温低压的工质转化为高温高压的工质。
这个过程需要消耗一定的电能作为输入,因此电能就是污水源热泵所需的外部能源。
然后,高温高压的工质通过冷凝器与热水介质进行热交换,将热能释放出来。
常用的热水介质包括供暖系统的热水、热泉水等。
在这个过程中,工质的温度下降,凝结成液体。
最后,液态的工质经过膨胀阀放压,转化为低温低压的工质,并返回到吸热器,重新吸收污水中的热量。
这样就形成了一个循环,不断吸热、冷凝、汽化、放热的过程。
污水源热泵的原理依赖于热力学第二定律的热泵原理。
根据热力学第二定律,热能总是由高温区域向低温区域传递。
而污水源热泵则通过逆转这一过程,将低温区域的热量传递到高温区域,实现了能量的转移和利用。
这使得污水源热泵成为一种高效的能量转换装置。
值得注意的是,污水源热泵的运行效果和环境温度有关。
温度差越大,热泵的工作效果越好。
因此,夏季污水源热泵的效果比冬季更好。
除了能源的转移利用,污水源热泵还可以实现热力的回收。
例如,热泵循环中产生的余热可以用于供暖、热水生产或其他能热利用的场合。
这种能力在节能减排和可持续发展方面具有重要的意义。
总之,污水源热泵利用污水作为热源,通过吸热、循环、热能释放和热力回收等步骤,实现了能量的转移和利用。
这种设备在能源转换和环境保护方面具有很大的潜力,为可持续发展提供了一种新的思路和方法。
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? 直接换热式热泵空调系统为热泵空调机组换热器中的制冷剂
直接同污水进行热交换,提取污水中的热量或冷量;间接换 热式热泵空调系统污水先通过热交换器与某一中间媒介进行 热交换.再通过中间媒介同制冷剂换热。需要明确指出,直 接污水源热泵空调系统中,污水与制冷剂之间不存在混合, 它们之间的传热方式依然是间接传热。
? 首先,污水源热泵技术主要来源为城市污水,污
水具备水处理量大,水源稳定,冬暖夏凉等特点。 调查表明,城市污水中具有较大的热量,冬天污 水温度在 10℃至16℃,高出日常气温。夏天,污 水水温为 22℃至25℃,又比日常气温低。热泵机 组依靠内部制冷剂的物态循环变化,冬季从污水 中吸收热量经热泵机组升温后对建筑供热,夏季 通过热泵机组把建筑物中的热量传递给污水从而 实现供冷的新技术。
? (6)城市污水能源区域分布优越。我国能源资源分布不均.煤炭
等矿产资源有60%分布在华北,水力资源有70%分布在西南, 而经济发达、工业和人口比较集中(约占全国人口总数的37%) 的南方八省市的能源却比较缺乏,煤炭量仅占全国2%,水力资 源仅为10%。而城市污水热能分布于各大中城市市区内,与人 口及城市工业化程度成正比,将城市污水作为一种新能源,在 适当优化能源结构的同时,缓解了能源缺乏及分布的不均匀性 问题。
城市污水是工业废水与生活污水的总和,是城市余热型可再 生性清洁能源,包括城市原生污水与二级出水,是一种理想 的低位冷热源。作为热泵空调冷热源具有如下特点:
? (1)城市污水水量为城市供水量的85%以上,数量巨大,
据《2019年国民经济和社会发展统计公报》显示:我国 2019年全年城市污水排放量达359.52亿立方米,城市污水 处理率达48.4%。
? 与间接换热式污水源热泵空调系统相比,直接系统具有更为
简单的系统形式和更高的制热效率。在间接系统中,热量的 传递路线是:污水、中介水、制冷剂。从热力学的角度分析, 中介媒质的存在增加了传热热阻,导致能量在转移过程中其 品质有大幅度的下降,因此整个热泵系统的制热效率也随之 下降。同时,中介媒质的存在也使污水的可利用温差区间减 小,单位质量污水的供热量也就减小了。没有中介水系统的 直接污水源热泵系统由于系统形式得到简化,初投资也随之 减小,而且调试、调节操作简单,运行管理方便。直接换热 式污水源热泵空调系统一般为工质切换式系统,而问接式污 水源热泵空调系统一般属于水切换式系统。直接系统具有简 单的结构和更高的效率,是未来的主流系统形式。目前国内 外以二级污水作为冷热源的热泵空调系统通常都采用直接换 热式系统。而对于水质较差的城市原生污水大都采用间接利 用式,以减少对热泵空调机组的腐蚀。
? 制热原理图
污水12℃ 污水6℃
空调机组
60℃
50℃ 制热过程
末
散热器
端
系
统
地板采暖
? 制冷原理图
污水25℃ 污水30℃
空调机组
7℃
末
端
系
12℃
统
制冷过程
风机盘管、新风机组等
污水源热泵不同的系统分类方式又 可分为:
? 按污水热能提取方式可分为:直接利用式
和间接利用式。
? 从模式转换方式又可以分为:通过四通换
? 依上述可知,城市污水是理想的暖通空调
冷热源,因此对以城市污水为冷热源的。
2.2 污水源热泵技术的国内外发展现状
? 20 世纪80年代以来, 美国、 日本等国家相继建
立了一批大型城市污水源热泵系统。从开始时单 机容量 仅几兆 瓦已发展 至今 单机容量达 30MW, 单个项目总装机容量达 160MW。以瑞典为例,到 1987年已有约100座热泵站投入运行,总供热能 力达到1200 MW,已成为世界上应用大型污水源 热泵的代表国家之一。大型城市污水源热泵系统 在国外已有十几年的运行历程,已形成一套较完 备的技术和经验。
水
空气
冷
土壤
热
锅炉
源
冷却塔
风机 盘管
空
末
调
散热器
端
机
系
组
统
地板 采暖
二、污水源热泵
? 根据以上空调各个部分的不同组合,可以有多种空调系统的方案,如
以冷却塔(冷源)+锅炉(热源)+空调主机+风机盘管系统,实现夏 季制冷、冬季制热功能;地下水(冷热源)+热泵机组+风机盘管+地 板采暖实现夏季制冷、冬季制热功能等。污水源热泵即以污水作为空 调系统的冷热源,实现制冷、制热的目的。
? 我国目前也已实施多个项目的城市污水源
热泵,如北京高碑店污水处理厂、北小河 污水处理厂、卢沟桥污水处理厂、秦皇岛 海港区污水处理厂利用污水二级出水实施 了几个项目,哈尔滨马家沟、哈尔滨望江 宾馆、哈尔滨太古商城、大庆恒茂商城等 利用原生污水实施了几个项目,均取得了 较好的效果。
2.3污水源热泵的原理
? (2)城市污水水温相对较高且其随季节变化幅度较小,通
常在10℃以内,具有冬暖夏凉的特点,温度全年在10— 25℃之间,适合暖通空调冬夏两季制热及制冷双工况运行, 供暖时水温较地下水温高3—5℃,制冷时较空气温度低 10—15℃。
? (3)作为城市废热之一,城市污水占城市区
域废热百分比很高,日本东京占近40%, 我国各城市所占比例在10一16%之间,是 城市废热回收潜力最大的部分。
污水源热泵介绍
中央空调概述:
? 空调系统由冷热源、空调机、末端设备以及连接各部分之间的介质输
送系统组成。 空调冷热源包括:空气、冷却塔、锅炉(其中包括电 锅炉、燃煤锅炉、燃油锅炉、燃气锅炉)、水(包括地表水、地下水、 生活废水)、土壤等。空调机组种类包括:活塞式、离心式、螺杆式、 溴化锂吸收式等。末端形式主要有风机盘管、散热器、地板辐射等。 输送系统主要指输送冷热介载体介质的管道,送风系统的风管、风道, 水系统的水管,制冷剂系统的铜管等。如下图所示:
? (4)城市污水是载热水体,热容量大,相对
空气源、土壤源而言,换热设备具有很高 的传热效率,热泵空调系统运行效率高, 空气源、土壤源热泵制热系数在3.5以下, 而污水源热泵可高达4.5甚至以上。
? (5)城市污水量大面广,在市区内既可分散性小规模应用,也可
建设大型热泵站,系统机组装机容量可在100kW-2000kW之间, 甚至更大。开发利用城市污水作为热泵冷热源为建筑物供暖空 调不仅具有节能环保效益,而且符合生态建筑的发展趋势。
2.1 污水源热泵的特点
? 城市污水是理想的空调冷热源,开发利用低位清
洁可再生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,我们 利用其中的部分低位能源作为热泵冷热源为建筑 物供热时,按电驱动热泵制热性能系数 4.0计算, 其系统的一次能源利用率大于 1.3,而利用其他矿 物燃料供暖时一次能源利用率则在 0.7卸0.9之间, 因此低温热源 +热泵供暖空调是缓解能源紧张、 保护环境的有效途径之一。