城市污水源热泵设计与应用
污水源热泵简介
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上海某城市污水处理厂能源回收项目
总结词
零排放、高效、资源化利用
VS
详细描述
该项目利用城市污水处理厂的出水作为热 泵的冷热源,通过高效热泵技术提取废水 中的热量,再通过板式换热器将热量传递 给周边居民的供暖系统。相较于传统供暖 方式,污水源热泵具有更高的能效比和更 低的排放,实现了废水的资源化利用,为 城市可持续发展提供了新的解决方案。
技术成熟度不足
目前,污水源热泵技术仍处于发展阶段,尚未完全成熟。
设备投资成本高
由于污水源热泵的设备需要具备高效、稳定、耐用的特点,导致 其投资成本较高。
能效比有待提高
目前,污水源热泵的能效比相对较低,需要进一步改进和完善。
污水源热泵的政策支持及市场推广
政策扶持力度加大
政府对环保产业的支持力度不断加大,将为污水源热泵的发展提供更多的政策支 持和资金保障。
水泵
用于将污水引入换热器,并保证污水 在系统中流动畅通。
污水源热泵的运行特点
01
02
03
适应性强
污水源热泵能够适应不同 的污水水质和运行工况, 具有较强的适应性。
运行成本低
由于污水源热泵利用的是 污水中的热能,因此无需 消耗大量的电能或其他能 源,运行成本相对较低。
智能化控制
污水源热泵采用智能化控 制系统,能够实现自动化 运行和远程监控,方便用 户管理和使用。
03
污水源热泵的市场应用
污水源热泵在建筑供暖中的应用
节能环保
污水源热泵能够利用建筑排放的 废热,减少对传统能源的消耗, 降低碳排放,同时减少对环境的
污染。
高效稳定
污水源热泵具有高效、稳定的供热 性能,能够满足建筑供暖的需求, 提高供热质量。
关于污水源热泵技术的应用探讨
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8 ℃经 过板 式 换 热 器 换热 后 排 出 温 度约 为 5 ℃ , 统 提 取 污 水 中 的 热 量 作 为 水 源 热 泵 系 机 组 的 低 温 热 源 , 入 热 泵机 组 蒸 发 器 , 进 热 泵 冷凝器 出水作为供 暖系统循环 水 , 回 供 水 温 度 为 5 ~4 ℃。 夏季 处 理 后 污水 温 度 0 5 约 为 1 ℃ , 过 换 热 器 换 热 后 的 排 出 温 度 5 经 为 2 ℃ , 水 带 走 系统 中 的 热量 作 为 水 源 5 污 热 泵机组制 冷时的冷 却水 , 泵 蒸发器 出 热 水 作 为 供 冷 系 统循 环 水 , 回 水温 度 为 7~ 供 l ℃。 用 户 侧供 水通 过 分 、集 水 器 分 别 供 2 到 各单 体建 筑 。 系统 冬 、夏 季 工 况 的 转 换 通 过 切 换 站 房 内 系 统 中 的 阀 门来 实 现 。 本 工 程 设 计利 用 处 理 后 的 污 水 经 过 板 式 换 热 器 与 纯 净 水 换 热 , 把 换 热 后 纯 净 并 水 作 为 水 源 进 行 采 暖 制 冷 , 污 水 源 热 泵 是 系 统 的 一种 形式 。 由 于 处 理后 的污 水 中仍 而 占地 , 约 了 土 地 资 源 。 因 此 , 水 源 热 泵 有 一 定 量 可 沉 淀 物 , 且 处 理 后 的 污 水 仍 节 污 有 一 定 酸 碱 度 , 果 直 接 接 入 水 源 热 泵 机 如 有 着广阔的应用前景 。 组 , 极 易 使 水 源 热 泵 机 组 中 的 换 热 器 产 则 生 腐蚀 , 垢等 现 象 , 结 从而 严 重地 影 响传 热 1工程应 用概 况 沈 阳 市 浑 南 新 区 上 夹 河 污 水 处 理 厂 坐 效 率 及 机 组 使 用 寿 命 。 根 据对 水源 热泵 机 在 当 今 , 持 续 发 展 已 经 成 为 热 门 话 可 题, 环境 因素 作 为 可 持 续 发 展 三 要素 之一 , 已引 起 各 个 方 面 的 关 注 。用 污 水 源 热 泵 系 统 回 收城 市 污 水 中 的 热 能 , 开 发 了 一 种 既 清洁能源 , 同时 又 降低 了城 市 废 热 的 排 放 , 保 护 了环 境 。开 展 城 市 污 水 热 能 利 用 技 术 的 研 究 , 一 项 具 有 节 能 和 环 保 意 义 的应 是 用 技 术研 究 。 污 水 源 热 泵 是 利 用 污 水 处 理 厂 出 水 量 大 , 质 稳 定 , 年 夏 冬 季 水 温 稳 定 等 特 水 常 点 , 污 水 作 为 水 源 进 行 制 冷 、 制 热 循 环 以 的一 种 空 调 装 置 。其 是 实 现 污 水 资 源 化 的 有 效 途 径 之 一 。污 水 源 热 泵 比燃 煤 锅 炉 环 保 , 且 节 省 能 源 , 电锅 炉 加 热 节 省 2 3 并 比 / 以上 的 电能 , 燃 煤 锅 炉 节 省 l 2以 上 的 比 / 燃 料 。 同时 省 去 了与 之 配套 的煤 场 、渣 场 落 于 沈 阳市 浑 南 新 区 上 夹 河 地 区 , 日承 每 担 着 浑 南 新 区 近 4万 1 0 的污 水 的 处理 , _ 厂 内需 采 暖 的建 、构筑 物 建 筑面 积 约 3 0 m 20 ( 合楼 , 房 , 库等 ) 综 厂 车 。热 泵 机 组 在 制 热 时 以 处 理 后 污 水 为 热 源 , 在 制 冷 时 以 处 而
污水源热泵技术在城市住宅供热系统中的应用

污水源热泵技术在城市住宅供热系统中的应用当前,污水源热泵系统是一项新能源系统技术,也受到了国内外学者的关注,污水源热泵系统技术的应用和推广前提及保证就是裕兴的安全节能和高效性。
2污水源热泵技术工作基本原理污水源热泵系统主要是指一种利用洗浴废水中的低温、低位的热能性资源,主要采用的是热泵的基本原理,主要通过少量高位的电能输入,来满足从低位热能转向高位热能的过程,即可进行供热或是制冷性能的高效和环保,以及节能的热水供应系统技术。
其系统原理及描述如下:大量来自于人们淋浴下来的污水,一般温度在30℃左右,其含有一定的热能,在该类污水排放之后,不仅能将该类热能带走,同时可以将超过30℃的热水合理的排放到地下,会对土壤等自然环境造成热污染。
污水源热泵的热回收系统,还能有效地提取污水中多余的热量,还可以将这些多余的热量直接的加入到新的洗浴用水中,从而可以使得热量得到循环被利用。
而被回收的热量,主要占被加热洗浴用水需求的70%左右,而污水则降低到5℃左右后在进行排放,避免污染问题的出现。
此外,洗浴产生的污水,则集中到地下污水池,可利用专用污水换热器,在利用污水换热器中不断流动的冷媒将热量吸收到冷媒中,使温度升高,并通过热水机组的蒸发器,将热量释放给热泵系统的冷媒中,热水机组不断运行,再利用冷凝器将冷媒中产生的热量,传递到使用的热水,产生高温洗浴类型的用水,从而满足热能循环利用。
在此循环过程中,废水从平均30℃左右,被降温至5℃左右,所提供的热量可以使约70%废水量的洗浴水从7℃加热到37℃。
由此可见,从污水中提取的热量,理论上就可以满足洗浴用水所需热量的83%。
但是一般情况,供水温度偶尔低于10℃,或由于污水池偏小、洗浴高峰污水的流失等因素的影响,实际运行从污水提取的热量约占总热量的70%左右,其余少量不足部分热量可以采用外购热水及辅助热源等方式补充。
3污水源热泵技术在城市住宅供热系统中的应用3.1工程概况本项目建筑类型为住宅,项目建筑面积为18.5万平方米,末端采用地热及散热器供暖系统。
污水源热泵供热的工程应用及分析
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污水源热泵供热的工程应用及分析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。
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。
污水源热泵的应用及思考
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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。
某污水处理厂综合楼污水源热泵系统设计
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某污水处理厂综合楼污水源热泵系统设计某污水处理厂综合楼污水源热泵系统设计一、引言随着城市化进程的加速,污水处理厂的建设和改造变得越来越重要。
为了满足综合楼对热水的需求,本文将设计一套基于污水源热泵的供暖和热水系统,提出了污水源热泵的工作原理和设计方案。
二、工作原理污水源热泵系统通过污水中所含的热能来进行供暖和热水的制备。
系统主要由水源热泵、热水储存设备、热水循环系统、热水供应系统和控制系统等部分组成。
1. 污水回收和前处理首先,通过管道将污水收集到污水处理厂。
在处理过程中,对污水进行初级、中级和高级处理,去除其中的杂质和有害物质。
2. 污水源热泵工作原理污水源热泵主要采用了压缩机、换热器、膨胀阀和冷凝器等组件。
首先,污水从储水池中通过泵送到换热器中,与循环介质(水或其他介质)发生换热作用,从而使污水中的热能传递给循环介质。
然后,循环介质通过蒸发器中的压缩机加热,产生高温高压气体。
高温高压气体进入冷凝器,通过与供应系统中冷水的换热,实现了热能的传递和回收。
三、设计方案基于以上工作原理,设计出某污水处理厂综合楼的污水源热泵系统如下:1. 热水储存设备综合楼采用了一组储水罐作为热水的储存设备,容量为100m³。
储水罐设计为分层结构,上层为热水,下层为冷水。
这样可以有效地减少热泵系统的运行次数,提高能源利用效率。
2. 热水循环系统热水循环系统由水泵、流量传感器和管道组成。
水泵负责将热水从储水罐中抽取出来,经过流量传感器控制流量,供给用户使用。
在夏季,系统还可将冷水通过换热器冷却供应给用户。
3. 热水供应系统热水供应系统主要由热交换器和调节阀组成。
热交换器用于将从热泵系统中提取的热能传递给热水循环系统,调节阀用于控制热能的传输。
4. 控制系统控制系统是整个污水源热泵系统的核心部分,主要由传感器、控制器、计算机和人机界面组成。
传感器负责实时监测系统的运行状态和温度变化,控制器根据传感器的反馈信息对压缩机和水泵进行控制,计算机和人机界面用于操作和监视系统。
污水源热泵应用

第三代
第四代
第五代(非智能自控)
第七代
第六代
第五代(智能自控)
城市原生污水源热泵
需注意的问题 目前污水源热泵市场已经初具规模,但是比较前沿的技术(比如防阻机设备、 比如直连式污水源热泵机组)还掌握在较少数的企业手中,所以我们参与的机 会并不是很多,在这里提出几点建议供参考: 一、客户选择很重要,成熟的或者已经做过类似项目的客户和我们合作的机会 微乎其微,遇到污水源热泵项目,要迅速拿出方案,力争以最快的速度征服客 户,迟则生变。 二、就我们目前的情况看,推广污水源热泵技术尚有许多难点和壁垒,所以我 们遇到这样的项目,一定不是只推广我们的产品,而一定要为客户提供整体的 解决方案,避开我方主机设备在类似项目中的弱势情况,只有这样,我们才会 有些胜算。 三、迅速掌握污水源热泵技术,包括相应产品的开发。 四、依靠团队的力量,分工合作,所谓团队不仅仅包括我们的技术和销售团队, 还要整合设计院、城市污水管理部门、市政工程施工队伍,甚至一些竞争对手。 五、动手之前要详细考察工程地点的污水情况,包括水量水温等。
城市原生污水源热泵
3、城市原生污水源热泵技术概要 城市原生污水源热泵空调系统包括三项技术,第一是热泵技术,该技术已得到成 熟发展应用;第二是原生污水的取排方法与装置,实现原生污水对设备的无堵塞、无 污染技术;第三是含复杂混合物的城市污水的流动与换热特性,保证系统稳定传递热 量。第一项为常规技术,国内外已发展应用多年。第二、三项为新技术,是原生污水 热能得以再生利用的关键,目前也已成功运用到实践中。 (1)工作原理 运行机制 主要技术原理是热泵的运作机制,即将污水中的热量或冷量传递给建筑 物。可分为三个能量转移过程: 第一过程:机组的介质在蒸发器内蒸发吸收热量,污水或污水侧二次水在蒸发器中经 过,与介质换热,并将热量释放给介质,介质吸收热量蒸发。 第二过程:机组自身介质循环,蒸发的气体被压缩机吸入并压缩,变成高温,高压的 气体,进入冷凝器,实现热量向冷凝器转化的过程, 而冷凝器是与末端系统连接的。 第三过程:机组的高温、高压的介质进入冷凝器冷凝,放出热量,并与系统水进行热 交换,实现将在蒸发器内吸收的热量和输入的电能的总和输出给采暖末端系统水的过 程;采暖末端系统将热量释放给房间,达到制热的目的。
污水源热泵系统及其应用
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w h m p e ihta to al enco ard w t rdi n i HVAC y t , e enw ihta iin e tp s s em v t r dto al a um ps s em So i s ud be c si r d f s l h ti h y t t ho l on de e i t w en i s r y
供 暖, 夏季可利用大气、 土壤、 地下水或者地表水作为空调 系统
的冷源。热泵系统 的基本工作原理如图 1 所示。 空 气 源 热 泵在 外 界 环 境 温 度 较低 的冬 季 应用 效率 较
低 , 至 因 结 霜 严 重 不 能 正 常 工 作 , 此 在 寒 冷 的 北 方 应 甚 因
Ab t c S wa e s u c e t u pu i e h x a s e t n s wa et u pyh a i n o l g I h so vo s u e i ry s r t e g o re h a m t i s ee h u th a e g s p l e t g a d c o i t a b iu l s p r i a p l t z i o n n y ot
图 1 热 泵基 本 原理
宋建 华 ,9 4年 1月 生 ,硕 士 ) 究 生 , 师 17 ( 研 讲
重庆市污水源热泵系统的工程应用与分析
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冷 热 量 位 居全 国第 八 ,达 到 了63 l’/ ,其 中可 .x OJ d
利 用 的冷 量 达33 x 0J ,热量 达29 x 0J 。污 . 1 d 6 / . 1 / 4 d 水 集 中处 理排 放 以及 其 中所含 有 能量 之大 , 为重 都
第2 4卷 第 4期 21 0 0年 8月
制 冷 与空 调
Re rg r ton a d Ai fi e a i n rCon ton n dii i g
\ .4 O. b12 N 4 A u 201 61 6 g. 0. ~ 7
文 章编 号 :1 7 —6 2 (0 0 40 10 6 16 1 2 1 )0 —6 —7
( l g fUr a n t ci n& En io me t l g n e i g Ch n q n i e st , o g i g 4 0 4 Co l eo b n Co sr t e u o v r n n a En i e rn , o g i g Un v riy Ch n q n , 0 0 5)
[ s a t Fo te iw o o a dh a suc, ae nteds na daayi o ra rjc h n qn ,h ra Abt c] r rm e f o l n et o re b sdo ei n ls f l oetnC o g ig teub n hv c h g n s ae p i
重 庆 市 污 水 源 热 泵 系统 的工 程 应 用 与分 析
刘义坤 康侍 民 冷先 凯 周 双
重庆 4 04 ) 05 0 ( 重庆 大学城 市建设 与环境 工程 学院
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。
城市原生污水源热泵系统的工程应用及可行性分析
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间接 式 系 统 采用 污 水 换 热 器 通 过 中介 水 进 入 热 泵机 组蒸 发器 或冷 凝器 , 因此 , 对水 源 水质 要求 较低 。
系统 流程 图见 图 2 。
2 工 程 概 况 呼和 浩特 市 伟业 大 厦可 再生 能源 示 范工 程项 目, 位 于 呼和 浩特 市 乌兰 察布 东路 8 0号 。该 建筑 为 集酒 店 客 房 、 公及 公 寓为一 体 的新 建公 用 建筑 。建 筑面 办
仇 第 9 期
4 卷 0
29 ̄ 5I
、
)
建 筑 节 能
… … ~
一 新 能 源 与 绿 色 建 筑
NEW ENERGY &ຫໍສະໝຸດ GREEN BUI DI L NG
No n 0 2 r 0a o2 9 V 1 0 . i 2 1 r t N .5 。 o. 1 9 l 4
积 为 35 .3万 m2 。示 范 工 程 采 用 城 市 原 生 污 水 源 热
泵 示 范 技 术进 行 冬 季 供 热 , 季 供 冷 。供 暖面 积 为 夏 35 .3万 m:制 冷面 积 为 1 , . m 9万 。初步 设计提 供 供热 总 热负 荷 为 1 0 k , 0 W 空调 总冷 负荷 为 11 0 W 。 8 4 k
b e n  ̄ e o r o r c h o.T e rs l h w tt ub sw g s n i l et n o s uc s h n  ̄" a l e r d m n t inp oe t n Ho h t h e ut s o a ra e a e i a a h a a d c l o re.T ee r 一  ̄i n i e s a t j s h n d e d e s n ev一 g
太原市污水源热泵系统工程实例与应用可行性分析
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Ab tat ntebs s rc:O aio h s f∞ it d ci h hW Sm d b u w g orehap m yt adTiu nae ̄ n a e t ai nr ut nw i a aeao te aesuc et u pss m n a a ra dm nd S 一 o o c s e y f e aesuc et u p ss m Ti a a aaye . a do pcue h hw h r c e o h e aesuc et o sw g oreha p m yt i a unW nlzd B e nu itr w ihso step i il tesw g o reh a e n y S s c n p sf
0 引 言 近 年来 , 随着 社会 经济 的发 展 , 炭 、 油等重 要 煤 石 能源 越 来越 紧俏 , 随着 公众 环 保 意识 的加 强 , 能 而 节 减排也 越来 越受 到人们 的关注 。尤其 是本 次“ 绿色 奥 运 ” 口号 , 的 更让建筑 节 能的概念 深入 人心 。 山西是 资 源 能源 大 省 , 能 减排 任 务 重 , 节 而建 筑 节 能 也作 为 山 西省确 定 的节能减 排重 点工程 被提上 了 日程 。 原市 太 作为 山西 的省会 城市 , 当优 先开 发各种 清 洁能源 以 应
Po ete v u i e v om n ee t a r sd ot n t r r et h hig i ob bi a una a T e o pr o r p c v ea ao o ni n t bn S a e u ao e po c w i o gt e u tnTi a e. h cm a no s i l t n f re a l i f W i a h b j c s n li y r s i f
污水源热泵工程设计与应用

污水源热泵工程设计与应用某污水处理厂污水源热泵工程位于沧州市迎宾大道以西,经一路与渤海路交口西南角的位置,小流津河东岸。
一期工程的厂区综合楼、污泥脱水间、加药间、配电室值班等室内需要供暖,供暖面积3000余平米。
原设计采用市政热源,通过厂区新建换热站为厂区提供热媒。
一次网供回水温度为105/55℃,二次网供/回水温度70/45℃。
污水处理厂的一期设计规模为6万吨/天;二期设计规模也为6万吨/天。
二期工程建成后,运西污水处理厂的整体日处理规模可达到12万吨/天。
在一期工程建设运营中,发现污水排放的水质比较好,污水量比较稳定,冬季污水平均水温在13℃左右,夏季污水平均水温在20℃左右。
按照保守的日处理污水量3万吨/天计算,从排放的污水中提取3℃的温差,冬季污水可提供4300kW的热量,该热量可供10平米小区冬季供暖使用。
如果未来二期建成后,按照12万吨/天排放量计算,污水的低位热量至少可供30万平米小区供暖使用,能产生极为可观的经济效益。
正是基于这一点考虑,结合厂区自身的供暖要求进行了调整,采用污水源热泵系统进行供暖,同时,还考虑使用该系统解决厂区夏季空调的需求。
目前,市场上污水源热泵设备已比较成型,设备冷凝侧可提供50℃热水,蒸发侧最低可出5℃的冷水。
因此,该工程的设计关键点在于污水侧换热器设计计算。
污水换热器可以分为两种设计思路:(1)把换热器放在换热机房里,污水池内设潜水泵将污水送入机房换热器,换热完毕后再排入污水池。
该方案优点是比较好布局,施工简单。
缺点是增加了潜水泵的功耗,同时,污水换热管线里始终流动的是污水,易腐蚀管路。
进换热器入口需要设置快速除污器,需要定期进行除污清洗,增加了售后维护工作。
(2)制作专门的污水源换热器,将污水源换热器直接放入污水池中,利用污水自身的水流进行换热。
这样减少了一次水泵的循环功耗,提高了节能效果。
另外,与热泵机组进行换热的循环水系统采用软化水,既保证了水质干净清洁,又避免了管路的堵塞和腐蚀。
污水源热泵系统设计方案
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污水源热泵系统设计方案一、工程概况***某办公楼:建筑面积20000m2二、编制依据1、热泵系统技术参数及相关配置;2、《采暖通风与空气调节设计规范》GB5001 2003;3、《全国民用建筑工程设计技术措施•暖通空调•动力分册》4、《给水排水设计手册》第二册三、冷热负荷计算1、热负荷计算公式:供热量(W = 供暖面积(m)x供暖热指标(W/rn)=20000X 50=1000kW 2、冷负荷计算公式:供冷量(W = 供冷面积(n)x供冷指标(W/rn)=20000X 80=1600kW四、冷热源系统方案1、能量提升系统依据上述计算热负荷为1000kV,冷负荷为1600kW根据负荷计算负荷,考虑建筑的夏季制冷同时使用系数,主机设备配置见下表:2、能量采集系统能量采集采用城市污水处理厂提供污水源为冷热源,冬季采集来自污水的大量低品位热能,给室内取暖;夏季热泵机组运行,将室内的余热排放到污水中。
它有以下的特点环保效益显著:污水源热泵是利用污水作为冷热源进行能量转换的供暖空调系统,相对传统采暖制冷方式,供热同时省去燃煤、燃气、燃油等锅炉设备,没有燃烧过程,避免了排烟污染;供冷时省去冷却腿,避免了冷凝废热引起的城市热岛效应及霉菌污染,不产生任何废渣、废水、废气和污染高效节能:冬季污水的温度要比环境气温高的多,热泵的蒸发温度提高,能效比也提高。
夏季污水温度比环境气温要低,冷却效果要远好于冷却塔,机组效率体高。
运行稳定可靠:污水的温度一年四季相对稳定3、能量释放系统末端采用风机盘管+新风系统4、系统水处理及系统定压补水⑴、水处理:采用全自动软水器。
⑵、定压补水:采用全自动补水定压装置。
设软水箱、补水泵、定压罐等设备组成气压罐闭式定压补水系统,设压力传感器测得系统压力并与设定值比较低点启动补水泵、高点停泵,同时将压力信号送至定压罐上的电动阀及安全阀使其在不同的设定压力下开启,保证系统安全稳定运行。
5、系统节能控制⑴、主机为微电脑全自动控制,具备自动调节功能,根据设定参数进行能级调节,在满足冷热负荷的同时最大限度节能;⑵、主机与水泵连锁,主机开启,相对应的泵依次启动运行,如主机关闭则关闭相应的泵也依次关闭;⑶、本系统由主机自带PLC进行群组控制,各主机按累计运行时间优先启停;⑷、主机设RS485通讯接口,可与外界远程通讯传输数据。
城市污水源热泵设计与应用

❖ 换热器工程计算公式: Q km A tm
❖ 管壳式换热器中旳换热过程:管内污水——管内壁 黏泥——管内壁——管外壁——二次水
❖
传热系数旳计算: 1
km
1 hw
1 2 1 2
❖ 污水利用不能对环境造成影响或二次污染,所以在 污水旳取排水施工过程中应该注意管道输送旳密闭 性,而且管材旳选择也要防腐性强,并定时检验。
四、 实际工程系统设计简介
本项目为北京市某污水源热泵采暖空调 工程,位于北京市亦庄高新开发区。项目濒 临市区凉水河,河内常年流有温度波动较小 旳污水,污水资源是热泵机组非常适合旳热 源和冷源,充分利用污水资源,不但节省大 量旳能源,保护环境,而且能够展示污水这 一特殊可再生能源旳热泵利用技术。
污水测温试验工具
污水测温试验研究
❖ 成果分析与比较
高碑店污水处理厂2000-2023年冬季二级出水旳水温变化图
污水测温试验研究
温度/℃
温度/℃
10
污水温度
5
室外温度
0
-5
-10 2005.12.27 2005.12.31 2006.01.06 2006.01.10 2006.01.14
时间
38 36 34 32 30 28 26 24
❖ 冬暖夏凉 ❖ 整年水温变化小和受气候影响小 ❖ 污水排热量稳定 ❖ 起源充分,接入以便
1.3污水源热泵旳特点及研究旳意义
❖ 环境保护效益明显 ❖ 高效节能 ❖ 运营稳定可靠 ❖ 一机多用,应用范围广
污水源热泵工作原理
❖ 冬季: Q2=Q1+Q3 Q2≥4Q3
浅谈污水源热泵在城市供热中的应用

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%。
城市污水源热泵应用

城市污水源热泵应用摘要:污水源热泵是以城市或工业污水作为提供和储存能量的冷、热源的空调系统。
文章介绍了污水源热泵的工作原理、性能特点及应用,且在未来具有较大的经济和社会效益。
关键词:污水源热泵、应用、性能自然界中存在着大量的不能为人类直接利用的低品位能源,它们广泛的分布在空气、土壤、地下水、地表水、生活污水、工业废水之中。
能源的紧张,让我们开始对这些低品位能源有了更多的关注。
它们中有许多都是可再生的能源,没有污染,而且可以源源不断的供给。
城市生活污水作为人类生活必不可少的附属品,蕴含着巨大的能量,可以成为优质的低温热源,冬暖夏凉,在采暖季和制冷季都能保证水温变化不大,受气候影响较小,同时污水的水量稳定,是污水源热泵的理想热源。
一、污水源热泵的工作原理污水源热泵就是以城市污水为提取和储存能量的冷、热源,借助压缩机系统,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。
根据污水和热泵中的热交换器是否直接进行热交换,污水源热泵可分为直接利用系统和间接利用系统。
污水源热泵直接利用系统是污水直接与热泵的热交换部分进行热交换,该系统多以处理水作为热源。
污水源热泵间接利用系统就是污水只和热泵前的热交换器及清水进行热交换,而清水再和热泵的热交换部分进行热交换,该系统多以未处理水作为热源。
直接利用方式的热能提取效率高,节能效果比增加一次换热要好,一般直接利用方式的节能率比间接利用方式高7%左右。
二、污水源热泵的性能特点1、环保效益显著热泵机组的运行没有任何污染,没有燃烧过程,避免了排烟、排污等污染。
供冷时省了冷却水塔,避免了冷却水塔的噪音、霉菌污染及水耗,同时热泵机组的运行不受天气和温度变化的影响,使用污水作为热泵水源,与地下水源相比,可以避免大量开采、回灌地下水对地下水造成的不良影响,起到保护水资源的作用。
2、高效污水源热泵机组可利用的水体温度夏季为10~20℃,水体温度比环境空气温度低,所以制冷的冷凝温度降低,使得冷却效果好于风冷式和冷却塔式,机组效率提高。
城市原生污水源热泵空调系统应用实例分析

、
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程 项 目 分 析 总 结 详 细 地 阐 述 了 系 统 运 行 参 数 的特
,
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、
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关键 词
原生污水源
热泵
污 水 防 阻机
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循 环 换 热 系 统 热 泵 机 组 末端 循 环 系 统 组
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污 水 循 环 换 热 系统 由原 生 污
,
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,
、
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污水源热泵系统及其应用
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活污水 , 一种 巨大的低 温余热 原 , 是 现
代化城市的污水处 理设施十 分完善 , 每 天 排 放 大 量 的 净 化 后 的 污 水 , 热 泵 系 是
此 , 水 与 热 泵 一 起 使 用 为 区 域 供 热 供 污 冷 提 供 一 种理 想 的 热 源 / 汇 。 热
污 水 源 热 泵 系 统 其 供 暖 系 统 原 理
统的理想低温热源。
1 3污水 热能 资 源化 具有 明显经 济 效 .
益
由于 取 消 锅 炉 房 和 冷 却 塔 等 设 施
和 设 备 ,污 水 热 能 利 用 系 统 可 以 将 污 水
11与其他热 泵系统 的简单 比较 .
空 气 源 热 泵 在 外 界 环 境 温 度 较 低 的 冬 季 应 用 效 率 较 低 , 甚 至 因 结 霜 严 重 不 能 正 常 工 作 , 因 此 在 寒 冷 的 北 方 应 用 受 到 限 制 。 壤 源 热 泵 根 据埋 管 的 土 形式可 以分为水平埋管和 垂直埋 管, 水
水热能系统 , 以降低 污水排放温 度, 可
1 2污 水热 能 资源 化具 有 明显节 能 效 .
1污 水源 热 泵
城 市 污 水 热 能 利 用 系 统 是 以 城 市 污 水作 为 提 取 和储 存能 量 的 基 源体 , 通 过 水 源 热 泵 来 实 现 对 建 筑 物 的 冬 季 供 热 和 夏 季 制 冷双 重 要 求 的 系 统 , 也叫
约 可 削 减 cO 、Nox、SO 粉 尘 发 生 2 2 及
量 2 %~ 0 0 3 %左 右 。 由于 取 消 了冷 却 塔 ,
-侯亚芹 司建伟 重庆市中设市政工程设计有限公 司
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污水源热泵工作原理
❖ 冬季: Q2=Q1+Q3 Q2≥4Q3
❖ 夏季: Q1=Q2+Q3 Q2≥5Q3
城市污水源热泵设计与应用
1.4污水源热泵的经济性分析
城市污水源热泵设计与应用
1.4污水源热泵的经济性分析
v 初投资:158.5元/m2(水源热泵机房); v 运行费用:夏季,18.4元/m2
项目 冬季采暖
夏季空调
冬季生活热水 过度季生活热水 夏季生活热水
机组 热泵机组 热泵机组 冷水机组 热泵机组
电锅炉 热泵机组
热源 二次水
— — 二次水 — 冷却水
冷源 —
二次水 二次水
— — —
城市污水源热泵设计与应用
设备选型
项目 供暖 生活热水
空调
热(冷)负荷 (kW) 4585 530 530 530
冬季,18.9元/m2; v 节地源热泵中打井等费用,有效利用低位
热能资源; v 污水源热泵的运行效率较高、费用较低,具
有环保节能的重要意义。
城市污水源热泵设计与应用
二、国内外现状分析
城市污水源热泵设计与应用
国外污水热泵系统的应用
v 20 世纪80 年代初在瑞典、挪威等北欧国家建造的一 些以污水为低温热源的大型热泵站相继投入运行 ;
v 国家也出台了相应的污水利用政策
城市污水源热泵设计与应用
三、 污水源热泵系统的原理及设计
v 污水源热泵 污水源热泵系统的原理是夏季
将建筑物中的热量转移到污水源中, 冬季将污水中的热量提取供房间采 暖。
城市污水源热泵设计与应用
污水源热泵系统节能原理
系统制热时:
说明性能系数COP随冷源温度 T0的升高而增大,随T0的降低 而减小。
v 管壳式换热器的选择 浮头式换热器的特点:整个管束可从壳体中抽出, 便于清洗和检修,采用不锈钢材质,防腐蚀性能好。
城市污水源热泵设计与应用
v 换热器工程计算公式:
v 管壳式换热器中的换热过程:管内污水——管内壁 黏泥——管内壁——管外壁——二次水
v 传热系数的计算:
v 结果:故本工程选取设计平均传热系数650~750 W/(m2·℃),计算换热面积为933~1077 m2。
城市污水源热泵设计与应用
城市污水源热泵设计与应用
v 污水提取工艺流程 1、 河道取水——管道输送——沉滤池—— 高效过滤处理——循环水泵——高效换热 器——管道输送——排入河道
2、 河道取水——管道输送——沉滤池—— 高效过滤处理——循环水泵——高效换热 器——反冲过滤器——排入化粪池
城市污水源热泵设计与应用
取水管线图
城市污水源热泵设计与应用
蓄水池平面及立面图
城市污水源热泵设计与应用
污水泵房流程图
城市污水源热泵设计与应用
热泵机房设备平面布置图
城市污水源热泵设计与应用
污水源热泵系统设计中应注意的问题
v 能源的综合利用率来评价方案的可行性,得出最优 方案,使得工程造价最低,运行费用也最低。
v 污水源热泵工程施工中首先要实地测试污水的水质, 水温及水量,由此确定方案中其他设备的配套使用。
v 污水用量设计计算 夏季污水利用温差为10℃ ,污水水量为 631m3/h ;冬季污水利用温差为5℃, 污水水量为 670m3/h ;因此污水设计量 为680m3/h
v 污水输送管道直径 污水取水采用虹吸管,管径为: 425mm 排水泵站出水管管径为:3城市2污0水源m热泵设m计与应用
❖ 运行模式
6145
设备容量(kW)
5028 冬季 过度季节 夏季 1261×3+2450×1=
6233
机组开启台数
3台热泵机组 热泵机组 电锅炉
热泵机组冷却水 3台热泵机组 1台冷水机组
热泵机组:法国CIAT的LWP4200产品3台, 冷水机组:美国麦克维尔公司的WSC126LBH产品1台。
城市污水源热泵设计与应用
热交换器
无锡红旗压力容器制造有限公司 浮头管壳式换热器
城市污水源热泵设计与应用
6万m2写字楼初投资及运行费用分析
v 初投资的估算:272元/m2 ; 不包括暖通系统末端设备的投资及安装费用。
v 年运行费用估算:50.10元/m2 。
城市污水源热泵设计与应用
污水测温实验研究
v 污水温度测试的必要性 水源是应用水源热泵的前提。
v 到2004年底,全国661个城市建有污水处理 厂708座,处理能力为4912万立方米/日;
v 北京市 ,每天约产生300万吨的污水,到 2008年,城市污水的处理率将达到90%以上, 日处理污水量达270万m3 ;
v 可供暖面积将达到2280万m2 ,供冷面积将 达到1100万m2,生活热水供应量将达到7.4 万m3/d 。
城市污水源热泵设计与应用
污水测温实验研究
污水暴露空气中流动,温度的变化率大约为0.5~1.0℃/公里 河道中的污水仍然是水源热泵很好的热源/热汇!
城市污水源热泵设计与应用
五、 污水换热器的选择
v 污水换热器设计要求 首先,满足工艺要求,尽量减少热量损失。 其次,要求具有一定的强度,便于安装和维护。 第三,污水换热器更重要的是要防腐蚀性能好,抗 垢,清洗方便,处理量大。
国内污水热泵系统的应用
v 哈尔滨马家沟河畔的一处600m2西餐酒吧利用污水 作为热量来源来供暖制冷;
v 1999年北京工业大学在高碑店污水处理厂建设污水 源热泵供3000m2办公楼采暖空调;
v 2004年,密云污水处理厂的2000m2办公楼,用上 了“污水空调” ;
v 2005年哈尔滨工业大学新源热能科技有限责任公司 成立 ,“城市原生污水源热泵空调” ;
说明性能系数COP随热源温度 T的升高而减小,随T的降低而 增大。
城市污水源热泵设计与应用
污水源热泵系统流程图
城市污水源热泵设计与应用
污水源热泵系统的设计及研究
v 污水源的条件
水量充足,水温适度,水质适宜,供水稳定
v 过滤器
城市污水源热泵设计与应用
河道取水口及排水口布置图
城市污水源热泵设计与应用
水源热泵系统运行时对水源的要求为: 水量充足,水温适度,水质适宜,供水稳定。 污水源的水温、水量和水质对污水源热泵系统 的运行更起着至关重要的作用 。
城市污水源热泵设计与应用
污水测温实验工具
城市污水源热泵设计与应用
污水测温实验研究
v 结果分析与比较
高碑店污水处理厂2000-2001年冬季二级出水的水温变化图
城市污水源热泵设计与 应用
2020/11/10
城市污水源热泵设计与应用
一、课题研究的背景、目的和意义
v 1.1 我国城市污水排放及处理现状 v 1.2 城市污水的特点 v 1.3 污水源热泵的特点及研究的意义 v 1.4 污水源热泵的经济性分析
城市污水源热泵设计与应用
1.1我国城市污水排放及处理现状
v 瑞典斯德哥尔摩有40 %的建筑物采用热泵技术供热, 其中10 %是利用污水处理厂的出水 ;
v 挪威奥斯陆 ,第一台污水热泵机组已在1983 年投入 使用 。
v 对于约10 人的住宅,采用热泵技术回收家庭生活污 水余热可节能达50 %,对于10人以上的住宅可节能 达60 %。
城市污水源热泵设计与应用
本项目为北京市某污水源热泵采暖空调 工程,位于北京市亦庄高新开发区。项目濒 临市区凉水河,河内常年流有温度波动较小 的污水,污水资源是热泵机组非常适合的热 源和冷源,充分利用污水资源,不仅节约大 量的能源,保护环境,而且可以展示污水这 一特殊可再生能源的热泵利用技术。
城市污水源热泵设计与应用
供热供冷系统方案
v 污水利用时,污染、腐蚀、结垢都是不可避免的问 题,但是如何将此负面影响降低到最小限度就是方 案设计的重点。
v 污水利用不能对环境造成影响或二次污染,因此在 污水的取排水施工过程中应该注意管道输送的密闭 性,而且管材的选择也要防腐性强,并定期检查。
城市污水源热泵设计与应用
四、 实际工程系统设计简介
城市污水源热泵设计与应用
表1 2008年前北京各污水处理厂建设计划与 潜能计算结果
城市污水源热泵设计与应用
1.2城市污水的特点
v 冬暖夏凉 v 全年水温变化小和受气候影响小 v 污水排热量稳定 v 来源充足,接入方便
城市污水源热泵设计与应用
1.3污水源热泵的特点及研究的意义
v 环保效益显著 v 高效节能 v 运行稳定可靠 v 一机多用,应用范围广
城市污水源热泵设计与应用
换热器的传热计算
km ——整个传热面上的平均传热系数; A ——传热面积;
△tm ——两种流体之间的平均温差。
城市污水源热泵设计与应用
过滤器的分析
开放式过滤器
密闭式过滤器
城市污水源热泵设计与应用
演讲完毕,谢谢听讲!
再见,see you again
2020/11/10
城市污水源热泵设计与应用