汙水源熱幫浦系統供熱系統解決方案

2021-12-21 19:17:12 字數 1369 閱讀 2050

文章**:更新時間:2013-1-19 13:23:27

哈工大金濤原生汙水源熱幫浦系統,是利用城市原生汙水資源作為熱幫浦的冷、熱源,通過熱幫浦技術將汙水中的低位熱能,轉換為高位熱能進行供暖空調的系統。

汙水在數量(水量)、質量(水溫)及分布規律上(地理位置)具有明顯優勢,預計2023年我國汙水排放量達800億t/a,水溫全年在10-25℃之間,按開發50%的水量計算,可供熱空調的面積至少在5.5億m2以上。另外,原生汙水均勻的分布在城市地下空間,為因地制宜的有效利用及建設分布式的熱幫浦供熱空調系統創造了有利條件。

由於汙水的水質條件較差,利用過程中又是開式迴圈,懸浮物和雜質量迅速的積累過程,因此提取熱量時需要解決防堵、防垢及低能耗執行等一系列問題,而這些問題會直接影響到系統效果、執行維護、投資和執行費用。

系統工作原理

從目前的技術發展水平看,基於汙水的水質條件,採用間接式系統無論在初投資、執行維護成本和風險性與直接式系統都有相當明顯的優勢,正是鑑於這種優勢,我公司基於間接式系統進行的開發與設計。系統工作時先將汙水的熱量通過汙水專用換熱器傳遞給清潔水,再由清潔水進入熱幫浦機組,清潔水在汙水換熱器和熱幫浦機組之間形成封閉迴圈,起中介熱量傳遞作用,我們將其稱之為「中介迴圈」,而汙水自身迴圈稱之為「汙水迴圈」,末端系統迴圈水在熱幫浦機組與末端散熱裝置之間迴圈則稱之為「末端迴圈」。

為此,汙水熱幫浦供熱空調系統巨集觀上由三個子迴圈系統構成,即汙水迴圈、中介迴圈和末端迴圈,熱幫浦機組的內部還有乙個熱幫浦工質(例如氟利昂)迴圈,即熱幫浦機組的工作過程,巨集觀上不顯現。系統的主要裝置包括汙水幫浦、汙水換熱器、中介幫浦、熱幫浦機組、末端幫浦。如圖2所示,系統的工作過程如下:

(1)首先,11℃左右的汙水或地表水經過汙水幫浦提公升,在無堵塞高效換熱技術條件下進入汙水換熱器進行換熱,將一定溫差範圍內(5℃左右)的溫差熱量傳遞給清潔水,再以6℃左右排放至下游,實現汙水迴圈。

(2)然後,9℃左右的清潔水經中介幫浦輸送,在配置合理有效狀態下進入熱幫浦機組進行釋熱,將從汙水那裡獲取的熱量傳遞給熱幫浦機組,再以4℃左右再次進入汙水換熱器進行吸熱,形成封閉迴圈,即中介迴圈。

(3)最後,45℃左右的末端系統水經末端幫浦輸送,同樣在配置合理有效狀態下進入熱幫浦機組進行換熱,將熱幫浦機組從低溫那裡轉化來的高溫熱量吸收,再以50℃左右進入末端散熱裝置將熱量釋放給建築空間,實現末端迴圈。

其中的技術關鍵是汙水的高效換熱迴圈,以及各子迴圈的有效匹配,實現系統的低能耗執行,達到真正節能環保的目的。

以原生汙水熱幫浦供熱為例,如圖1所示,其執行模式為:冬季11℃左右的原生汙水進入熱幫浦系統,變為6℃左右後返回,留下了5℃左右的低位溫差熱能,該熱能為系統供熱量的80%,熱幫浦工質經蒸發、壓縮與冷凝進行低、高位熱量轉換,同時消耗相當於供熱量的20%的能量,並將這100%的供熱量(50℃左右)傳遞給末端散熱介質,末端散熱介質再將這100%的供熱量釋放到房間,滿足室內20℃以上的熱環境。製冷空調時為上述過程的逆過程,但工況不同。

地源熱幫浦系統方案

目錄一 專案概況 1 二 設計參考標準及規範 1 三 設計引數 1 1 室外氣象引數 1 2 室內設計引數 1 四 空調設計 2 1.室內冷熱負荷確定 2 2.末端系統確定 2 3.熱幫浦機房的設計 2 4.地埋管設計 3 五 初投資分析 4 1.機房部分 表 4 2.地埋部分 表 5 3.地暖部分...

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