洗浴污水源熱泵生產(chǎn)廠家污水源熱泵系統(tǒng)效益分析
(1)、環(huán)境效益 原生污水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)是利用污水作為冷熱源(夏天制冷時往污水干渠里排放多余的熱量,冬天采暖時從污水里提取熱量為室內(nèi)供暖;因為經(jīng)測量污水的溫度夏天低于室外溫度10度左右,冬天溫度可達0-15度左右,故此可以利用此溫差與室內(nèi)供冷和供暖),無燃燒、無排渣、無排煙等過程,無環(huán)境污染問題。另外,污水經(jīng)過換熱設(shè)備后留下冷量或熱量返回到污水干渠,污水與其他設(shè)備或系統(tǒng)不接觸,密閉循環(huán),*與其他設(shè)備或水系統(tǒng)。利用污水源熱泵系統(tǒng)供暖空調(diào)除具有重要的節(jié)能、環(huán)保意義
(2)、經(jīng)濟效益 以廊坊地區(qū)為例,采暖天數(shù)120天,城市熱電采暖費21.5元/m²。由于熱泵系統(tǒng)的主要能源消耗為電,因此電價費用的高低直接決定了該系統(tǒng)的運行成本,目前很多區(qū)域均享受民用電價,我們以民用電價0.55元/度來比較熱泵系統(tǒng)與集中供熱的運行費用。以該地區(qū)建筑面積1萬m2為例,供暖設(shè)計負(fù)荷按40w/ m2(實際發(fā)生量)計算,供熱負(fù)荷為400kW,污水源熱泵的運行費用為: 供熱設(shè)計負(fù)荷÷熱泵制熱系數(shù)×輔助能耗系數(shù)×供暖平均負(fù)荷系數(shù)×運行天數(shù)×天運行小時數(shù)×電價=400÷4×1.10×0.7×120×24×0.55=12.2(萬元)
地區(qū)集中供熱系統(tǒng)按面積分?jǐn)傎M用為建筑面積21.5元/ m2。每萬m2建筑面積分?jǐn)傎M用為21.5萬元。因此熱泵系統(tǒng)較集中供熱系統(tǒng)每萬m2節(jié)省運行費用9.3萬元,節(jié)省率為43.3%。
原生污水源熱泵系統(tǒng)與其他各系統(tǒng)運行費用估算比較如表1所示(燃煤等系統(tǒng)未計排污費)。表1所示的對比結(jié)果表明污水源熱泵系統(tǒng)(USSHP)較其他系統(tǒng)節(jié)省運行費用zui為節(jié)省。這是在末端耗熱量相同條件下,通過比較所花燃料成本計算得到的。而實際污水源熱泵系統(tǒng)在此基礎(chǔ)上還可節(jié)省30%左右的運行費,是系統(tǒng)實施自動控制后,在節(jié)能與運行wei護方面獲得的效益。這就是通常熱泵廠家在計算熱泵系統(tǒng)的運行費時,在考慮平均熱負(fù)荷系數(shù)之后,又提出其機組的負(fù)載率為70%,因此運行費用進一步減少了30%。
在系統(tǒng)能效方面,污水源熱泵表現(xiàn)也很出色。作為北方寒冷地區(qū)*的熱泵冷熱源,城市污水的溫度一年四季相對穩(wěn)定,使得污水源熱泵比傳統(tǒng)空調(diào)系統(tǒng)運行效率要高,節(jié)能和節(jié)省運行費用的*。據(jù)估算,使用污水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)方式運行,其能量輸入與輸出之比可達到1:4,即輸入1000W電能可獲得4000W的熱量,節(jié)能率zui大可達75%。這種方式的采暖費用分別為燃煤供熱方式的70%、燃氣供熱方式的50%、燃油供熱方式的30%。采暖時,每使用一噸污水可獲取5000~10000kW熱能,相當(dāng)于1.5kg~3kg標(biāo)準(zhǔn)煤供熱的有效熱值。
目前,該技術(shù)較為成熟,國內(nèi)外工程實例很多,20世紀(jì)80年代初在瑞典、挪威等北歐國家就已經(jīng)開始對污水源熱泵技術(shù)的應(yīng)用,而現(xiàn)在我國污水源熱泵也得到一定程度的應(yīng)用。近日,西安金盾押運辦公大樓污水源熱泵*空調(diào)及衛(wèi)生熱水示范項目成功簽約,該項目依托市三污廠穩(wěn)定的水溫作為熱源,通過熱泵技術(shù)提取污水熱能,用于項目內(nèi)部*空調(diào)及衛(wèi)生熱水,11月初建成投運。項目建成后將解決近1萬平米的辦公*空調(diào)和衛(wèi)生熱水,每天節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)約為300噸,減少CO2排放量約為80噸、SO2排放量約為250KG、NO2排放量約為220KG。今年以來青島市新開工建設(shè)污水源熱泵、地下水源熱泵等清潔能源供熱項目13個,項目建成后,每個供熱季能節(jié)約標(biāo)煤13.6萬噸、減排二氧化碳34萬噸。亞洲zui大的原生水源熱泵項目沈陽陽光100新城水源熱泵項目采用水源及原生污水源熱泵系統(tǒng)來提供供暖,冬季平均供熱溫度可達22℃。不僅成功解決了陽光100超大型住宅小區(qū)的供熱問題,并且有效實現(xiàn)每年減少CO2排放量18478噸,減少SO2排放量59.8噸,減少氮氧化物排放量52噸。
洗浴污水源熱泵生產(chǎn)廠家
有專家建議稱,發(fā)展污水源熱泵系統(tǒng),除了要加大市場科普方面的工作以外,現(xiàn)在更需要得到市政等職能機構(gòu)的積極響應(yīng),zhengfu部門應(yīng)為推廣單位配套相應(yīng)服務(wù),包括提供污水管網(wǎng)圖,提供測量采集主要污水干管的流量、流速、溫度等數(shù)據(jù)的便利條件;根據(jù)當(dāng)?shù)匚鬯芫W(wǎng)布局及測量結(jié)果,納入總體建設(shè)規(guī)劃中并制定優(yōu)先發(fā)展污水源熱泵系統(tǒng)的政策,大力推廣、支持污水源熱泵系統(tǒng)的運用;對采納節(jié)能技術(shù)方案的用戶單位給予一定的政策以及資金支持,從而推動污水源熱泵技術(shù)快速發(fā)展。
不過,空調(diào)制冷大市場專家同時提醒,污水源熱泵系統(tǒng)在技術(shù)環(huán)節(jié)上仍然存在缺陷。城市原生污水成分非常復(fù)雜,化學(xué)特性并不穩(wěn)定,中間含有多種懸浮物、絮狀物以及生活垃圾等物質(zhì)。隨著污水源熱泵工程不斷上馬,種種弊端正逐步顯現(xiàn)。目前,zui關(guān)鍵的難點在于防止管道和機組堵塞、污染與腐蝕;其后期運營保養(yǎng)很關(guān)鍵,常需通過化學(xué)液體或壓水槍進行內(nèi)部清洗以及加裝離心污水換熱器等方式解決,但會耗費較大的資金和精力。
污水源熱泵系統(tǒng)是利用污水(生活廢水、工業(yè)廢水、礦井水、河湖海水、工業(yè)設(shè)備冷卻水、生產(chǎn)工藝排放的廢水),通過污水換熱器與中介水進行換熱,中介水進入熱泵主機,主機消耗少量的電能,在冬天將水資源中的低品質(zhì)能量“汲取”出來,經(jīng)管網(wǎng)供給室內(nèi)采暖系統(tǒng)、生活熱水系統(tǒng);夏天,將室內(nèi)的熱量帶走,并釋放到污水中,給室內(nèi)制冷并制取生活熱水。
與其他供熱材料相比,污水源熱泵具備的優(yōu)勢表現(xiàn)為:
◆ 與燃煤、燃氣、然油等鍋爐房系統(tǒng)相比,我國年污水排放量達464億m3,可節(jié)省用煤量0.33億噸,以全國年總能耗30億噸標(biāo)煤計算,達到了1.1%,若按暖通空調(diào)的一次能源消耗量10億噸標(biāo)煤計算,達3.3%。同時每年可減少排放量達72萬噸。據(jù)相關(guān)統(tǒng)計,15萬平方米供冷、供熱、以及供生活熱水,年可節(jié)約標(biāo)煤1萬噸,減排二氧化硫300噸、煙量2200萬立方米、顆粒物6400噸,年少排爐渣2800噸、廢水600噸。 ◆ 另外,污水源熱泵系統(tǒng)將污水熱能連同熱泵機組本身產(chǎn)生熱能一并轉(zhuǎn)移到室內(nèi),能效比高達4.5-6.0,能源利用率是電采暖的3-4倍, 污水源熱泵與空氣源熱泵相比,夏季冷凝溫度低,冬季蒸發(fā)溫度高, 能效比和性能系數(shù)大大提高,而運行工況穩(wěn)定,比傳統(tǒng)*空調(diào)節(jié)省30﹪-40﹪的運行費用。且污水源熱泵技術(shù)系統(tǒng)無需設(shè)冷卻塔,利用的是城市原生污水,節(jié)約了大量水資源的同時又開發(fā)創(chuàng)造出新的清潔型新能源
污水源熱泵技術(shù)
污水源熱泵是利用污水處理廠出水量大,水質(zhì)穩(wěn)定,常年溫度在l 3~2 5℃等特點,以污水作為熱源進行制冷、制熱循環(huán)的一種空調(diào)裝置。污水源熱泵具有熱量輸出穩(wěn)定、COP值高、換熱效果好、機組結(jié)構(gòu)緊湊等優(yōu)點,是實現(xiàn)污水資源化的有效途徑。污水源熱泵比燃煤鍋爐環(huán)保,污染物的排放比空氣源熱泵減少4 0% 以上,比電供熱減少70% 以上。它節(jié)省能源,比電鍋爐加熱節(jié)省2/3以上的電能,比燃煤鍋爐節(jié)省l/2以上的燃料。由于污水源熱泵的熱源溫度全年較為穩(wěn)定,其制冷、制熱系數(shù)比傳統(tǒng)的空氣源熱泵高出4 0% 左右,其運行費用僅為普通*空調(diào)的50%~60%因此,污水源熱泵有著廣闊的應(yīng)用前景,
但其使用還需解決以下問題:
清潔技術(shù)的選擇、系統(tǒng)形式的選擇、污水源水溫 流量的問題以及其保證性和經(jīng)濟性問題。
1污水源熱泵工作原理及分類 污水源熱泵的技術(shù)狀況和經(jīng)濟性與熱源/ 熱匯的特點密切相關(guān)。對熱泵系統(tǒng)來說,理想的熱源/ 熱匯應(yīng)具有以下特點:在供熱季有較高且穩(wěn)定的溫度,可大量獲得,不具有腐蝕性或污染性,有理想的熱力學(xué)特性,投資和運行費用較低。在大多數(shù)情況下,熱源/ 熱匯的性質(zhì)是決定其使用的關(guān)鍵。
污水源熱泵采用污水作為水源熱泵的熱源/熱匯,它具有以下特點:產(chǎn)生量大,幾乎全年保持恒定的流量;夏季溫度低于室外溫度,冬季高于室外溫度,而且在整個供暖季和供冷季,水溫波動不大;含有大量的熱能,據(jù)估計,城市社區(qū)產(chǎn)生的廢熱40%含在污水中。因此,污水與熱泵一起使用為區(qū)域供熱供冷提供一種理想的熱源/ 熱匯。 污水源熱泵系統(tǒng)其供暖系統(tǒng)原理和普通水源熱泵相同,主要由壓縮機、冷凝器、蒸發(fā)器和節(jié)流機構(gòu)構(gòu)成一個zui簡單的蒸汽壓縮式熱泵裝置作為供熱系統(tǒng)的熱源。它通過蒸發(fā)器從污水中吸取熱量Q ,在冷凝器中放出熱量Q (Q =Q +w)供給供熱系統(tǒng)。這種供熱系統(tǒng)只要消耗少量的電能W ,便可得到滿足房間供熱所需要的熱量Q 。
污水源熱泵系統(tǒng)按照其使用的污水的處理狀態(tài)可分為以未處理過的污水作為熱源/ 熱匯的污水源熱泵系統(tǒng)和以二級出水或中水作為熱源/ 熱匯的污水源熱泵系統(tǒng);根據(jù)污水與熱泵的熱交換部分是否直接進行熱交換,可分為間接利用系統(tǒng)和直接利用系統(tǒng);從工況轉(zhuǎn)換方式上看,大體可分為兩種:一種是通過四通換向閥的換向來實現(xiàn)制熱工況和制冷工況的轉(zhuǎn)換;另一種是水切換式,即通過閥門改變水流方向來實現(xiàn)工況轉(zhuǎn)換。 2與其他熱泵系統(tǒng)的簡單比較 將污水熱能利用系統(tǒng)與地下水水源熱泵系統(tǒng)和燃氣鍋爐供熱+ 普通空冷空調(diào)供冷相結(jié)合的供能方式進行了比較,其結(jié)論從設(shè)備投資上看:在計增容費的情況下,污水熱能利用系統(tǒng)zui少,為地下水熱泵系統(tǒng)的84.1 0%,為燃氣+空冷空調(diào)系統(tǒng)的77.08%;在不計增容費的情況下,污水熱能利用系統(tǒng)的設(shè)備投資為地下水水源熱泵系統(tǒng)的8 1.3 2% ,為燃氣+ 空冷空調(diào)系統(tǒng)的227.08%。從年運行費用上看:燃氣+空冷空調(diào)系統(tǒng)的運行費用zui高,地下水水源熱泵系統(tǒng)次之,污水水源熱泵系統(tǒng)為zui低。3種供能方式的年運行成本以污水熱能系統(tǒng)zui低,僅為燃氣+空冷空調(diào)系統(tǒng)的46.19%、為地下水熱泵系統(tǒng)的72.50%。在投資有效期內(nèi)(按20年考慮),綜合比較3種方案的費用,污水水源熱泵系統(tǒng)的總運行費用大約是地下水水源熱泵系統(tǒng)的7 0% 左右,是燃氣+ 空冷空調(diào)系統(tǒng)運行費用的4 5% 左右。由此可見,污水水源熱泵系統(tǒng)比其它兩方案更具經(jīng)濟性??偟膩碚f,污水熱能利用系統(tǒng)的經(jīng)濟性是十分顯著的