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发表时间:2019-05-08 09:10作者:新疆晴空能源

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一、污水源系统介绍

污水废热回收热水系统是一种利用洗浴或生活污水中的低温低位热能资源,采用热泵原理,通过少量的高位电能输入,实现低位热能向高位热能转移的高效、环保、节能热水供应技术。

洗浴的污水,一般温度在30-35℃左右,其中含有大量的热能。污水源机组系统,可以高效的将污水中的热量提取,并将这些热量提取后直接加入到新的洗浴用水中,形成热量循环利用。被回收的这些热量,占到被加热洗浴用热水所需求热量的85%左右,另一部分热量来自于热泵运行输入的电能全部转化成的热量,这部分热量约占15%

系统基本流程为:淋浴下来的污水,被集中在污水池中,污水池中布置专用的高效污水换热器,通过高效污水换热器内不断流动的低温载冷剂,将污水中的热量吸收进入热泵机组的蒸发器,低温低压的制冷剂液体吸收其释放的热量气化进入压缩机,经绝热压缩后高温高压的气态制冷剂进入冷凝器,一次性将低温的自来水加热到50-55℃,形成了热能循环利用。

在此循环过程中,污水从平均32℃左右,被降温至5℃左右排放,完全解决了热污染问题,另外根据用户实际需求夏季还可以在产生热水的同时,免费提供空调用冷水,大大地节省了资源与能源。

本系统方案可最大限度地提取污水中的热量,为洗浴用水加热,另外根据需要,夏季还可以在产生热水的同时免费提供空调冷源,由于污水温度被降低,避免了高温污水直接排入地下造成的热污染。本系统实现了节能、为用户省钱的多赢效果,属于绿色环保型供应热水方式,符合国家能源产业政策。

.污水源热泵特点:

机组采用双模式:具备一次加热技术和循环模式,加热水源一次加热至50-65℃。也可将污水源机组转变为循环模式,将(例间隔用水量变少)降温的万博手机手机登录app加热。主机采用优质柔性涡旋压缩机,并辅以多项降噪减震措施,使机组噪音降到最低。

微电脑控制:机组采用了多项具有自主知识产权的专利技术,使机组效率更高。机组结构紧凑、振动小、占地面积小、安装方便,机组采用微电脑控制器控制,具有自动控制及故障自诊断、报警、自动保护等功能。

远程监测:机组配有485远程检测端口,用户可在办公室电脑或手机上直接观测设备系统运行情况,也可以通过电脑或手机控制起停设备系统。

10-50度的水源皆可直接进入机组,改变了一部分污水源机组超过35度水源,无法进行工作的情况。

显著提高传热效率:我公司对污水换热器技术进行专业研发,通过强化传热理论研究及换热管独特的波峰与波谷的设计,研发出具有低频微动湍流热交换技术换热器,是传统换热器各项性能有了重大突破。它继承了现在应用的换热器坚固、耐用、安全、可靠等优点。介质流经低频微动湍流热交换器时,在管内外产生明显扰动,阻断边界层增厚,强化了传热,提高了传热效率;同时可产生低频率微动,具有较强的自洁作用,不易结垢;而且具备热应力自动补偿功能,从而保证了污水换热器良好的传热性,特定的材质保证了换热器长期侵泡在污水中不腐蚀、不结垢、彻底解决洗浴污水中表面活性剂附着的问题。

防堵塞:污水换热器内部流动的载冷剂,通过换热板与污水进行热交换,二次换热,污水不进入到换热器热泵机组内部,不产生污物堵塞现象。换热器表面清理维护简单。污水源热泵是利用特殊热泵配以特殊的热回收换热器从废水热源中回收提取能量,实现废热节能回收。机组为用户提供50-65℃左右的热水,用户使用该设备可大大降低生产热水的成本。与其他加热方式相比,每年可节省几万甚至几百万的成本,而整个系统耗电费用极少。

防腐蚀:系统中利用的特殊热泵机组,其冷凝器和蒸发器均针对污水热源系统专门设计,是热源机组效率达到最高,热回收换热器选用高效防腐换热器,换热充分寿命长久,因此保证了热泵系统长久稳定的运行。

三、各类热水设备能效比分析(200吨/天)

条件:水温10℃加热至50℃,每天200吨计算。

项目   能源

燃油锅炉(0#柴油)

燃气锅炉(天然气)

电锅炉

万博体育matext官网源热泵

污水源热泵

能源单位

kg

Nm³

kW·h

kW·h

kW·h

单位热值/kJ

42000

36000

3600

3600

3600

平均热效率

90

90

97

350

500

每天耗量

886

1034

9592

2658

1861

能源单价/元

6.0

2.39

0.85

0.85

0.85

每天费用 /元

5316

2471

8153

2260

1581.85

每月费用/元

159480

74138

244590

67789

47455

每年费用/万元

191.38万元

88.96万元

293.5万元

81.34万元

56.946万元

其他

污染较严重,需储油设施

对安全管理要求高

可享分时电价

能效比高,可享分时电价

能效比最高,可享优惠电价

说明:由以上表格可以得知利用覆叠热泵供应热源能效比最高,年运行费用最低。

.选型计算

设计依据:

建筑给水排水设计手册

建筑给水排水设计规范(GB50015—2003)

建筑给水排水和热水供应设计规范

给水排水国家建筑标准设计图集

商业或工业用及类似用途的热泵热水机(GB/T 21362-2008)

热泵热水系统选用与安装(06SS127)

热泵产品样本及说明书

《暖通空调》(第二版)

《民用建筑空调设计》(第二版)

《万博下载手机客户端通风与万博体育matext官网调节设计规范》(GB50019-2003)

热泵智能环境模拟实验室的运行数据(晴空电器有限公司)

客户提供的数据

设计参数

冷水设计温度:10℃

热水设计供水:55℃ (温升45℃)

水的比热:C=4.187KJ/kg.℃=1kcal/kg.℃;

用水量:200吨(满足高峰需求)

每天耗热量计算公式:

     Qd =qr×m×c×ρ×(tr-tL)×Kc /860

式中:Qd——日耗热量(W);

      qr——热水用水定额

      c——水的比热

      ρ——热水密度(kg/L);

      tr——热水计算温度(℃);

      tL——冷水计算温度(℃);

      m——用水计算单位数(人数/L);

      Kc——系统散热量系数,可根据当地气候,系统保温情况选取,现取1.05。

代入对应数据可得:

Qd=1000×200×1Kcal/kg.℃×1Kg/L×(55℃-10℃)×1.05/860=10989KW

因此,200T 、10度冷水加热到55℃的日耗热量按公式计算需要10989KW热量

以机组最大工作24小时计算,设计小时耗热量为458kW。

设备选型-污水源热泵余热回收系统机组选型200吨/天

(1)污水源热泵选型

单台105kw污水源热泵机组制热量105kW,5105kw污水源热泵机组每小时制热量为(105KW×5=525KW>458KW(小时耗热量),完全可以满足整个系统小时制热量需求。

(2)不锈钢保温万博手机手机登录app

恒温供水万博手机手机登录app的选定要考虑到高峰用水期间的存储,建议恒温万博手机手机登录app的总存储体积不低于日用水量的70%,即不低于210吨。

(3)污水蓄水池

机组生产的热水,大量的热能从污水中提取而来,因此污水池必须有足够的容积,可以承装足够量的污水来满足热泵机组的持续提热需求40%。污水池容积不低于120m³,污水池可在机房附近就近落地建设,采用地下挖坑混凝土浇筑形式或者地上建设玻璃钢万博手机手机登录app等形式,内做防水外做保温。注:污水池(万博手机手机登录app)必须做保温。

(4)供水水泵

污水源机组采用定频供水水泵,供水恒定压力不低于0.3Mpa流量20m³/h

(5)软水处理装置

若热泵机组使用的为地下水、泉水等水质较硬的冷水,极容易导致冷凝器、进水管、出水管、循环水管路等严重结垢、腐蚀,致使机组冷凝效果严重变差,制热量衰减严重,高压排气偏高而出现故障报警,从而影响用户的正常热水供给。因此,根据项目水质情况可考虑选择合适的水处理装置。

(6)污水源系统配电容量

机房内提供独立供电电源,电源规格为3N、380V、50Hz,三相五线制,总功率不小于200kw括空调系统循环水泵功率)。

(7)设备间空间

单台污水源热泵安装空间为2㎡,5台安装总空间不低于25㎡(包括检修空间)。空调冷源安装面积为10㎡,总安装空间不低于35㎡。

(8)免费空调:污水源机组工作的同时,可以免费提供空调冷源,5105(30匹)机组每小时可以产生约84kW*5=420kW冷量,根据以往工程经验夏季空调单位负荷为200W/㎡,1可以满足2100㎡空调冷负荷注:机组运行只提供空调冷源(相当于空调系统的制冷主机),空调系统的其余需热部分不能提供。

9洗浴专用污水源热泵热水机组技术参数

型号

污水源热泵-105

名义制热量

×1000kcal/h

90

kW

105

压缩机

额定功率(kW)

10.5×2

制冷剂

种类

R22

冲注量(kg)

6.8×2

电源

3φ-380V-50Hz

保护装置

缺逆相保护、过流保护、排气温度保护、高低压保护、高低温保护、水流保护

热源侧

类型

板式换热器

水侧最高承压(MPa)

1.0

进出口管径

DN50

流量(m³/h)

14.5

压力降(kPa)

50

热水侧

类型

套管式换热器

水侧最高承压(MPa)

1.0

进出口管径(循环)

DN25

热水流量(m³/h)

18

压力降(kPa)(循环)

80

进出口管径(直热)

DN25

热水流量(m³/h)

2.2

压力降(kPa)(直热)

115

运转噪音

dB(A)

≤60

机组尺寸

长×宽×高(mm)

1406×1006×1417

整机重量

(kg)

530

运行重量

(kg)

580

注:a.机组以《水(地)源热泵机组》(GB/T19409-2013)进行设计、制造和检验。

b.额定工况:热水侧(自来水)进出水温度15℃/55℃,热源侧(污水)进出水温度18℃/11.5℃。

五、系统设备清单(200吨)

序号

设备名称

设备型号

数量

单价(元)

1

污水源机组

105

5


2

污水集热器


1


3

集热器支架


1


4

分水器管材、管件


1项


5

膨胀万博手机手机登录app


1台


6

载冷剂



7

机组供水水泵


2


8

空调冷源循环泵


2


9

配电系统


1项


10

管线、管材


1项


11

电缆、信号线


1项


12

保温材料


1项


13

运输、吊装、基础


1项


14

安装费


1项


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