污水源热泵原理课件

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：

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。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。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℃。(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。(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。(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。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热泵空调系统进行深入的研究并加以推广应用具有很重要的意义。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1200MW，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。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。制热原理图制冷原理图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：通过四通换向阀的换向来实现制热工况和制冷工况的转换(工质切换式)和通过阀门改变水流方向来实现工况转换(水切换式)。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。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。2.吉4成饰本分茎析2.奥4.回1初撕投资那费用谁低城市匠污水敏源热昼泵具乏有初巴投资塌低，战运行贝费低雾的巨蜘大经董济优滥势。哀运行洪效果资良好涂，经敏济效稿益显假著。卖污水豆热泵揉系统万的机姓房面魂积比舟其他挣系统粗的占达地面飘积要秃小。调系统叫根据兄室外号温度呢及室龟内温汇度要鼠求自画动调她节，据可做星到无厘人看亚管，残同时擦也可倒做到箭联网冤监控怖。污辛水源系热泵批系统香原理忠简单圈，设巩备的尽可靠腹性强泳，维领护量满小，榴平时谅无设尼备的筝维护终问题巷。2.主4.弟2运轰行成叛本低现以汤某工责程实询例来浑分析丙城市史污水舞热泵魂的技帐术经饿济效箩益情攻况。劣某工迅程可书能获丢得的叠能源贿形式辉包括训：（光1）炕电热统辐射消供暖擦；（切2）慕电热坝锅炉凶方式厌；（酒3）疾污水书源热放泵系树统方齿式；以（4裂）空匹气源欢热泵详系统陵方式头；（误5）创燃气叫壁挂统采暖疮炉。该项无目总辟建筑渐面积羞15裂00炭00康平方判米，酒污水赶源热堤泵机跟组制烫热时西co等p值霞取4孟。圆供暖孔季为加从1遗1月嗓15根日到怒次年磨的3哭月1拣5日茧(共蚊计1潜20烟天)积。血使用垄城市遵污水佣源热怠泵时叼该项轮目单农位面想积供久暖运根行成肃本为余：(善单位抚面积肆热指惊标×廉负荷盆系数走×天悉数×怠24下÷效光率)者×单讲位能袖源价宇格会=(弟65域÷1掉00酸0×休0.甜66驴×1仿20娃×2参4÷卧4)体×0碑.5听6=殖17证.0全元/快平方岁，与饲其它牵供暖爽方式晚运行砖费用玻对比毁如下贿：由以渡上数丹据可臭以看亡出，悦污水的源热亭泵的词运行淡效率视较高正，费府用较缠低，俯与传祸统的亡空调监制热防采暖四相比警具有敢明显毯的优报势。2.厅5环鲁保效顺益显哀著原生僵污水健源热柳泵是版利用孙了城伐市废蛙热作买为冷恋热源胸，进岗行能叶量转川换的督供暖凤空调矮系统圈，污胡水经痒过换目热设平备后虾留下竞冷量杯或热束量返五回污绵水干石渠，万污水侨与其落他设墓备或状系统膏不接幻玉触，级污水长密闭早循环鬼，不捆污染躺环境利与其廊他设苗备或号水系智统。毫供热魂时省蛮去了淡燃煤烫、燃殊气、简然油厉等锅年炉房贴系统磨，没扫有燃轨烧过肌程，夜避免脸了排阴烟污伯染；嫂供冷备时省喘去了轧冷却锐水塔疏，避谣免了捕冷却樱塔的华噪音圣及霉集菌污清染。纺不产针生任孤何废究渣、墙废水旷、废体气和符烟尘汤，环融境效驰益显葵著。恐以上却例对慕比如上下：三、形小结污水丘源热乱泵与缘瑞传统荒空调蕉相比魄具有迈节能鲁和环已保的没优势磨，我柔国作武为一羽个能鹅源消逐耗大扇国，交能源潮压力长和由垄此产吸生的迎环境箱问题扰日益顾突出尼，而拣污水纵源热讽泵作撞为一混项节羞能技称术，初不仅絮能节陵约能斗