华茂污水源热泵(专)PPT资料30页课件

1、污水源热泵冷热源应用系统集成 废热利用/零排放、制冷/制热/生活热水一体化系统原理 冬季通过污水专用换热器中介水从污水中换取大量热量，带有热量的中介水进入蒸发器中热量被制冷剂吸收，中介水通过循环泵动力的在蒸发器和换热器之间循环。在蒸发器中制冷剂吸收了中介水的热量，发生相变由液体变成气体吸收了大量的热量（80%的能量）；制冷剂气体通过压缩机的压缩，使制冷剂变成高压气体，这时压缩机消耗少量的电能（20%的能量），高压气体在冷凝器中冷凝释放热量（100%的能量），制冷剂变为液体，通过节流机构的节流、降压后回到蒸发器中，再次蒸发循环；热量（100%的能量）全部被系统水吸收，用于采暖和生活热水用户需求。

2、夏季制冷与冬季循环正好相反，将室内的热量通过热泵机组和换热器转移到污水中，消耗少量电能，同时获得免费生活热水。污水源热泵的特点 我国北方地区，冬季采暖主要是依靠煤、石油、天然气等石化燃料的燃烧来获得。采暖与环保成为一对难以解决的矛盾。城市污水是北方寒冷地区不可多得的热泵冷热源。它的温度一年四季相对稳定，冬季比环境空气温度高，夏季比环境空气温度低，这种温度特性使得污水源热泵比传统空调系统运行效率要高，节能和节省运行费用效果显著。污水源热泵技术具有以下特点1.环保效益显著 ：原生污水源热泵是利用了城市废热作为冷热源，进行能量转换的供暖空调系统，污水经过换热设备后留下冷量或热量返回污水干渠，污水与其

3、他设备或系统不接触，污水密闭循环，不污染环境与其他设备或水系统。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，污水体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。而夏季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。供暖制冷所投入的电能在1KW时可得到5KW左右的热能或冷能。能源利用效率远高于其他形式的中央空调系统。3、运行稳定可靠 ：水体的温度一年四季相对稳定，其波动的范围远远

4、小于空气的变动，是很好的热泵热源和空调冷源，水体温度较恒定的特性，使得污水源热泵机组运行更可靠、稳定，也保证了系统的高效性和经济性。不存在空气源热泵的冬季除霜等难点问题。 4、一机多用，可应用范围广 ：污水源热泵可供暖、空调，一机多用，一套系统可以替换原来的锅炉加空调的两套装置或系统。城市污水热泵空调系统利用城市污水，冬季取热供暖，夏季排热制冷，全年取热供应生活热水，夏季空调季节可实施部分免费生活热水供应。一套系统冬夏两用，实现三联供。5.投资运行费用低：城市污水源热泵具有初投资低，运行费低的巨大经济优势。运行效果良好，经济效益显著。污水热泵系统的机房面积仅为其他系统的50%。系统根据室外温度

5、及室内温度要求自动调节，可做到无人看管，同时也可做到联网监控。污水源热泵系统原理简单，设备的可靠性强，维护量小，平时无设备的维护问题。 污水源热泵具备的优势 与燃煤、燃气、然油等锅炉房系统相比，我国年污水排放量达464亿m3，可节省用煤量0.33亿吨，以全国年总能耗30亿吨标煤计算，达到了1.1%，若按暖通空调的一次能源消耗量10亿吨标煤计算，达3.3%。同时每年可减少排放量达72万吨。据相关统计，15万平方米供冷、供热、以及供生活热水，年可节约标煤1万吨，减排二氧化硫300吨、烟量2200万立方米、颗粒物6400吨，年少排炉渣2800吨、废水600吨。 另外，污水源热泵系统将污水热能连同热泵

6、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, 污水源热泵与空气源热泵相比,夏季冷凝温度低,冬季蒸发温度高, 能效比和性能系数大大提高,而运行工况稳定,比传统中央空调节省30-40的运行费用。且污水源热泵技术系统无需设冷却塔,利用的是城市原生污水，节约了大量水资源的同时又开发创造出新的清洁型新能源。 投资比较10万平米初投资列表 序号空调类型 热（冷）源设备 其他费用 合计（万元） 功能1污水源热泵系统6004001000采暖+制冷+生活用水2地下水源热泵系统4806001080采暖+制冷+生活用水3热网+水冷机组4208001220采暖+制冷4土壤源

7、热泵 4808001280采暖+制冷+生活用水5直燃机 7006501350采暖+制冷6燃煤+水冷机组9005001400采暖+制冷运行费用比较10万平米运行费用列表 序号空调类 采暖费（120天）空调费（120天）全年合计（万元） 备注1 污水源热泵系统156 110 266 0.8元/度2 地下水源热泵系统 167 116 283 0.8元/度3 土壤源热泵 168 140 308 0.8元/度4 直燃机 238 178 416 2.1元/立方5 热网+水冷机组255 189 444 0.8元/度6 燃煤+水冷机组344 200 544 0.8元/度应用环境 随着人类社会的进步，能源问题日

8、益突出，人类对能源的依赖程度愈来愈高，能源消费量也愈来愈大。能源消费的快速增长是人类进步的重要标志，但同时也对人类社会赖依生存的环境造成了严重的破坏。所以说，能源与环境是保证人类社会可持续发展的基础和关键，也是当今世界普遍关注的热点问题。如何提高用能水平，减少能源消费给环境带来的污染，改善我们的居住生存环境已经成为迫在眉睫的硬任务。只有采用非传统的高新环境能源技术才能有效解决能源消费对环境造成的严重污染。热泵技术就是这样一种典型环境能源技术。 热泵是利用浅表地层温度相对稳定的特性。冬季代替锅炉从浅表地层中取出热量，夏季代替普通空调向浅表地层排热。运用这项技术，只需输入少量的电能，就可以维持一套

9、冷暖两用空调系统的运转，其运行费用比传统产品低很多，而且具有节省投资、维护费用较低等特点。 用热泵技术为建筑物供热或制冷可大大降低燃料消耗，不仅节能，还可减少燃烧矿物燃料而引起的二氧化碳和其他污染物的排放。这些特点成为热泵取代传统建筑能源的优势。热泵可应用于宾馆、商店、办公楼、住宅、医院、学校、会堂、写字楼、厂房、别墅、高层建筑、影剧院、图书馆、超市、室内体育馆等场所，满足其冬季采暖和夏季制冷的需求在工业领域中一些同时需要提供热量与冷是的生产环节上也得到了广泛的应用。 制热状态下，热泵消耗电能度（20%），免费得到4度电（80%）的热量，用户可以得到相当于5度电（100%）的热量，其运行费用比

10、传统产品低很多。 由于我国可再生能源利用和环境保护的意识刚刚兴起，因此，近年来热泵在我国得到大力的发展，并且发展潜力巨大。对于水源热泵系统而言，其应用条件就是要有稳定的、足够流量的、温度适宜的水源： 地下水源热泵的应用要依赖于自然条件，即建筑物附近的地下是否有地下水，水流量是否充足稳定，水温是否适宜；地源热泵的应用要依赖于地域条件是否足够埋管以提取土壤热量； 海水源热泵的应用要依赖于海水取水的便利性及热泵系统防腐的可靠性；其实，除上述几中热源外，还有一种热源，就是城市原生污水。城市原生污水的流量及分布情况与城市发达程度密切相关，城市越发达，污水流量越大，污水干渠分布越广泛。但是，由于其水杂质方

11、面的问题导致换热过程中易堵塞，因此其推广速度一直受到限制。已经由传统的地下水水源热泵及地源热泵发展成以城市原生污水、工业废水为热源的热泵系统。 城市污水源热泵系统真正实现了城市污水热能资源化，其正在也必将为我国可再生能源的持续利用与发展做出更大的贡献。预计2019年我国污水排放量达720亿吨/天，水温全年在1025之间，按开发30%的水量计算，可满足至少3亿m2建筑的空调需求。届时，每年将节约煤炭600万吨，减少CO2排放1275万吨，减少SO2排放105万吨。同时，可直接为用户节省运行费用48亿元以上。 我们通过持续的产品结构创新、材料元件创新、生产工艺创新与控制技术创新，使城市污水源热泵系

12、统成为真正可靠稳定运行的系统： 换热器换热更加高效、稳定，维护周期更长，操作与维护更加方便； 热泵机组能效比更高，更加节能； 机组体积更小，大幅度压缩机房尺寸，降低系统初投资； 度身定做的污水源热泵系统控制技术，使系统运行更加稳定，保护措施更加完善，故障报警更加及时、准确。热源条件 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，包括原生污水（指市政干渠污水）与污水处理厂二级出水，其作为热泵冷热源具有如下特点：（1）城市污水量为城市供水量的85%以上，数量巨大，相关部门预测，2019年我国年污水排放量达720亿m3，若全部将污水热能再生利用，按5温降计算，污水源热泵系统可为面

13、积10亿m2以上的建筑供暖，为城市年新建筑面积的3倍。在市区内既可分散性小规模应用，也可建设大型热泵站，系统机组装机容量单台可在100kW-2000kW 之间，甚至更大。（2）城市污水水温相对较高且随季节变化幅度较小，通常在10以内，具有冬暖夏凉的冷热特点，温度全年在10-25之间，适合暖通空调冬夏两用，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）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、工业和人口化较集中（约占全国人口总数的37%）的南方八省一市的能源却比较缺乏，煤炭量占全国的2%，水力资源仅为10% 。而城市污水

14、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。在目前可利用条件下，污水源热泵能为15% 以上的建筑物供暖空调。（4）城市污水是载热水体，热容量大，相对空气源、土壤源而言，换热设备具有较高的传热系数，热泵系统运行效率高，空气源、土壤源热泵制热系数在3.5以下，而水源热泵可高达4.5甚至以上。（5）城市污水较空气源、地下水源、土壤源以及其他离建筑物较远的冷热源更具有经济价值，体现在系统的初投资相对较低，即便与常规冷热源系统相比，初投资也低出很多。 ; 污水源热泵系统设备 污水源换热器 根据污水的特点

15、，特殊设计了换热器的内部结构，无需任何前置水处理，即可通过污水中任意大小的悬浮物或颗粒。该换热器具有结构紧凑，效率高，抗污染，容易清洗维护的优点，是污水源热泵系统最合理、最有效的换热方式之一。 在宽流道污水换热器中，两种换热介质（中介水与污水）借助水泵的驱动，始终以反向相对流动，而且一种换热介质温度是延流动方向升高，另一种换热介质温度延流动的方向降低。两种换热介质在换热器中流动的方向和温度变化趋势始终都是反向相对的，同时层与层换向处增加了对换热介质的扰动，两种换热介质始终处于高效换热的紊流状态，温度场的分布也是最均匀的，换热效率高，两种换热介质之间的传热温差大。 采用了独特的单通流道，保证足够

16、大的流通面积，最大限度的减少了污杂物的堵塞概率，同时在流道内保持合理的流速，使流体具有足够的携带能力，避免污垢在换热表面产生沉积，影响换热能力。另外，由于单通流道设计，使换热器的清洗工作相对得以简化。 根据原生污水的水质特性，采用专用的涂层技术，对换热器的基体进行保护，在防腐蚀 的同时，保证换热器的换热性能。而且防护涂层还兼具阴极保护功能，可进一步对换热器基体进行保护。水源主机 能效比高优势：运行费用低；配电容量低，降低配电初投资。 根据水源热泵主机的工况，正确选择压缩比（Vi）合理的半封闭大型化螺杆压缩机，确保水源热泵主机运行过程中不发生“过压缩”或“欠压缩”现象所引的耗电量增大的问题。采用

17、液态冷媒对压缩机马达进行冷却，保证其在恒温状态下的稳定工作，延长其使用寿命。大型化的螺杆压缩机单压缩机的额定制热量达到2117KW。 采用世界领先级的喷淋式蒸发器，提升机组蒸发温度，有效提高机组能效比。专项技术的喷淋式内部结构设计，合理的蒸发空间，降低蒸发阻力，配有喷淋式专用之内外强化蒸发管，提高换热性能控制系统 污水源热泵控制系统根据设备组成情况与特点，系统内设备有机结合，实现了真正意义上的联动，保护措施更加完备；对系统控制逻辑与监测点进行了优化：除显示热泵主机的相关信息外，还增加了污水的进出口温度，污水泵、中介水泵、系统水泵的运行情况及相关电动阀的开关情况等； 系统预、报警与帮助信息更加详实，预、报警信息更加及时、准确，帮助信息更加有效； 依据外界负荷的变