校园原生污水热能调研及利用潜力评估

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1、校园原生污水热能调研及利用潜力评估InvestigationandPotentialAssessmentonThermalEnergyofRawWasteWaterinCollege工程领域：环境工程（专业）作者姓名：张碧婷指导教师：邓娜副教授企业导师：何春雨高级工程师天津大学环境科学与工程学院二零一七年十二月摘要城市生活污水因其产量巨大，全年冬暖夏凉且温度稳定，是优良的热泵系统冷热源。学校建筑是一种典型的建筑群，人员密集，于位于郊区的高校而言，污水热能随着校内人数的变化而变化，若能自我取用，势必节省大量资源和经济消耗。但污水排放具有明显的日

2、波动和季节波动规律，可利用热能变化较大，直接用于建筑供冷供热，可能对系统稳定性造成不利影响，因此在确定系统方案前，需对污水热能进行勘察。本文对天津市某高校不同类型校园建筑排放的原生污水热能参数（温度、流量、密度）进行了实地调研，并针对污水流量测量研发了一种非满管断续流瞬时流量测量系统。文中对调研数据进行了展示和分析，并重点研究了学生宿舍楼污水排放规律，同时计算了S1、S2两栋宿舍楼供暖季和供冷季污水热、冷能，并与建筑负荷进行了比较、匹配。结果表明：污水温度受学生用水习惯与室外气温影响较大；在供暖季，宿舍楼S1、S2污水热能分别占建筑负荷的13

3、.3%、28.2%，在供冷季，污水冷能分别占建筑负荷的18.9%、13.8%；供暖季污水热能利用的最佳时段为每日21~0时，供冷季污水热能利用的最佳利用时段为每日8~10时。本文还统计了各宿舍楼日用水量数据和学生用水刷卡记录，从中提炼了高校学生用水行为基本规律，并利用BP神经网络算法建立了宿舍楼日用水量预测模型，为宿舍楼污水热能的预测奠定了基础。最后，本文以宿舍楼S1的供暖系统改造为工程背景，对污水源-土壤源双热源热泵系统的可行性与经济性进行了分析计算，结果表明：改造方案土壤换热器自土壤吸排热量不平衡率为0.5%，比原有方案下降了31.5%，

4、且少钻井29口，节约初投资费用15.49万元。关键词：原生污水热能，校园建筑，调研，BP神经网络，用水行为，用水量预测IIIABSTRACTThehugestorageandstabletemperaturemadethewastewaterincityexcellentheatresourcefortheheatpump.Therewerevarioustypesofbuildingsincollegeandasforthecampuslocatedinsuburbs,itwaseconomicalandenergysavingtoutil

5、izetheenergyfromwastewaterforthecolleges'ownuse.Buttheundulatorypropertyofwastewaterflowhadanadverseeffectonthestabilityoftheheatpumpsystem,soitwasnecessarytoexplorethefeasibilityofwastewaterheatenergyinadvance.Inthispaper,aninvestigationwascarriedoninacollegelocatedinTianj

6、inaboutthethermalparameters(temperature,flowrate,density)ofwastewaterandaflowmeterwasdevelopedaimingatintermittentcurrentinunfilledpipes.Themonitoringdatawasdisplayedandanalyzed,andtheregularityofthermalparametersofwastewaterfromdormitorieswasminedforemphsis.Atthesametime,t

7、hebuildingloadofdormitoryS1andS2wascalculatedandcomparedwithwastewaterheatenergyintheheatingseasonandcoolingseason.Conclusionwasmadethatthewastewatertemperaturewasstronglyinfluencedbytheairtemperatureandwater-consuptionbehavior;andthewastewaterenergycancover13.3%and28.2%oft

8、hebuildingloadofdormitoryS1inheatingseasonandcoolingseasonseparately.Asfordormitor