污水源热泵在采暖改造工程中的应用实例.doc

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1、污水源热泵在采暖改造工程中的应用实例天津市合创机电技术开发有限公司邳春英郑杰孙冰摘要：城市污水是一个优良的低温余热源，全年温度波动不大，是水源热泵理想的热源。本文介绍了天津市纪庄子再生水厂利用二级污水直接进入水源热泵机组的蒸发器（壳管式换热器）作为热源，为其办公楼、厂房提供采暖热负荷的情况。其中涉及机房工艺系统设计、仪表电气自动化设计、原有供暖末端的改造设计、施工过程及出现问题的分析、试验和数据分析、系统清洗维护等。关键词：城市污水污水源热泵采暖改造设计施工试验分析维护引言自然界中存在着大量的不能为人类直接利用的低品位能源，它们广泛分布在空气、土壤、地下水、地表水、生活污水、工

2、业废水中。能源的紧张，让我们开始对这些低品位能源有了更多的关注。它们中有许多都是可再生能源，没有污染，而且可以源源不断的供给。城市生活污水作为人类生活必不可少的附属品，蕴含着巨大的能量，可以成为优质的低温热源，冬暖夏凉，在采暖季和制冷季水温都能保证变化不大，受气候影响较小。同时污水的水量稳定，是水源热泵的理想热源。以下我们就一个污水利用的实例来阐述它的优良性能。工程概况天津市纪庄子污水厂位于天津市区的南侧，是全市最大的生活污水处理厂，由于工业污水很少，污水的水质相对稳定，这就为其在水源热泵方面的利用提供了良好的前景。作为污水厂分厂----纪庄子再生水厂的采暖热源为污水厂的热水锅

3、炉，办公楼及厂房内的采暖末端设备是4柱813的暖气片。厂方希望用污水厂二级出水作为热源的水源热泵系统取代原来不环保的锅炉采暖形式。同时提出4点要求：1.采暖系统末端设备不做大的调整。2.由于操作人员有限，要求自动化程度要达到无人值守的状态。3.如技术上允许，尽量采用污水直接进入热泵，减少中间换热器的热量损失。4.考虑到变压器的容量，供电负荷不超过150Kw。针对以上情况，我们从几方面入手，调研、核算，制定了一整套的技术、施工、维护方案。一、资料的搜集、整理1.1低温热源情况此项目成败与否的关键因素之一是污水的低温热源能否满足设计的要求。1.1.1污水二级出水的水质情况：A、试验

4、室数据二级出水的水质：氯化物（Cl-）≤400mg/l；BOD5≤30mg/l；COD≤100mg/l。B、现场采样数据水样中悬浮物成分分析：塑料布，5mm~2cm的塑料布，韧性极强；毛发；藻类悬浮物（维状丝）1.1.2污水二级水历年水温情况从历年的水温数据分析，在最冷月最低温度保持在+12度以上。1.2原有热源情况、末端设备供热能力情况1.2.1原热源为污水厂热水锅炉，出水温度95度~70度，查阅2003年、2004年锅炉系统运行资料，锅炉房供给的热水到达中水厂的总控制阀门前的温度最高时为65度，工作压力在0.15~0.2MPa，这样的供暖条件，供热区域中位置较高的部分房间温

5、度稍低，其他区域基本能够达到供热要求。1.2.2原有建筑的装修格局和供暖设备已经定型，为4柱813的暖气片，各供热区域的参数及供热要求见表一：表一编号名称建筑面积采暖面积设计温度室外温度体积采暖负荷（Kw）增加暖气片数（片）1混合反应池7896012-9360602CMF净水间76876815-948601468台风盘,单台供热能力16Kw3空压机房机鼓风机房29545.912-916202804臭氧发生间17517512-9145820655滤站74174112-94920856加氯间24224215-9129628507加药间23323315-9145825508生活区送水

6、泵房14314312-98161409工业区送水泵房15415412-984618010主变电站2932018-93068.5911分变电站1271018-9601012库房26010012-9216010013综合楼1178117818-9106014门卫505018-950从上述资料分析可知：1.污水二级出水的水质中氯根的含量是影响紫铜换热管的关键因素，水质化验的数据表明能够达到直接进入热泵机组蒸发器的条件；但是水中悬浮物必须在进入热泵之前做过滤处理。2.污水二级出水的水温情况冬季稳定，是很好的水源热泵系统的低温热源。3.现有建筑内的采暖方式不做大的调整，热源换成水源热泵，

7、要想达到原有的供热水平，首先供热的出水温度不能过低，应基本维持在65度的最高出水温度；同时供热压力要有一定的提高，以解决位置较高房间温度低的问题；同时有些高大厂房的供热末端设备需要有一定的调整。一、技术方案的形成2.1热泵设备的选择基于以上的前提条件，我们选择了清华同方高温型水源热泵机组，最高出水温度可以达到70度,同时蒸发器和冷凝器全部为壳管式换热器。校核原有末端设备的供热能力：见表一系统总的供热负荷在500Kw左右，考虑到计算负荷为设计温度-9度，则取0.9的负荷系数匹配热泵机组，同时兼