热泵尾水对江水体热环境容量的影响研究.pdf

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1、器环境保护工程EnvironmentaIPrOtectionEngineering热泵尾水对江水体热环境容量的影响研究宋羽，周健，黄向阳(重庆大学城市建设与环境工程学院，重庆400045)摘要：阐述了水源热泵技术的发展背景及其研究的国内现状，论述了水源热泵尾水排放对水体热环境的影响，提出了研究水源热泵尾水排放对水体热环境容量影响的关键性问题，并给出了解决办法及建议。关键词：江水源热泵；温排水；热环境容最中图分类号：X524文献标志码：B文章编号：1009—7767(2011)03枷98—03InnuenceStudyofHeat

2、PumpTailWaterontheCapacityofThermaIEnvironment0f】[UverSongYu，zhouJian，HuaJlgXiangyang1研究背景1．1江水源热泵系统热泵系统是利用部分高位能源．从低位可再生热源中提取热量．然后将总热量提送到高位热源的一种热力循环过程⋯。江水源热泵是热泵系统热能利用的一种形式。地球表面浅层水源水体分别作为冬季热泵供暖的热源和夏季空调的冷源，即在夏季将建筑物中的热量“取”出来，释放到水体中去，由于水源温度低，所以可以高效地带走热量。以达到夏季给建筑物室内制冷的目的；

3、而冬季，则是通过水源热泵机组，从水源中“提取”热能，送到建筑物中采暖。1．2江水源热泵系统研究进展最早的地表水源热泵技术始于20世纪30年代，我国则起步较晚，近几年才开始有所应用。目前在国家大力发展长江水源热泵的政策下，沿长江各大城市如：重庆、武汉、南京和上海等地，都进行了一定工程项目的可行性分析。其中重庆市在主管部门的协调下。进行了多个项目的长江水源热泵的可行性论证，并取得了一定的工程应用参考，如喜来登大酒店长江水源热泵系统对利用长江朝天门附近长江水做热泵冷热源进行了工程的可行性方案投标论证；上海世博园对利用黄浦江水做热泵冷热

4、源进行了立项，并进行了相关技术的研究，如对黄浦江水的环境影响。综上所述．目前水源热泵系统在我国的研究和应98啼荭投求一E下2011No．3(Ma【y．)V01．29用尚处于起步阶段，需要对水源情况、系统应用的技术路线、能耗以及环境评价进行全面和深入的研究和示范T程应用。2水体热环境容量与水环境容量的内涵与关系1992年国家环保总局颁布的《水污染物排放总量监测技术规范》中对水环境容量的定义为：“在给定水域和水文、水力学条件，给定排污口位置。满足水域某一水质标准的排污口最大排放量”。水环境容量的大小由3个因素决定：水体环境特征。环境

5、目标和污染物特性。由定义可知，水体热环境容量应属于水环境容量的范畴．两者所研究的问题从概念的本质上来看是相同的。而两者的区别是对污染物特性的研究方法不同。具体而言，水环境容量应研究各项水质指标与容量的关系．而水体热环境容量应研究温度、水质指标及容量这i者之间的关系。因此．要研究热环境容量可借鉴水环境容量的研究方法。3热环境容量研究的关键性问题热环境容量研究的目的在于希望通过热环境容量的推求，来反推水源热泵的尾水排放量，对实际建设工程提供参考依据。这一目标的实现过程是复杂的。其中存在4个待解决的关键性问题：尾水对受纳水体的温升分布

6、；尾水对水质指标的影响；国家标准；热环境容量的计算方法。3．1温排水的分布问题温水在湖泊水域的扩散分布受多方面因素的影响主要存r述儿片呵””：J1水j五的漉动性在蓄水体巾观测到的基奉流动形』℃有：重力作用产生的流动大气旭力分柑变化引起的流动．M力衍动引起的流动．{}f度流动，2)热传导与扩般。蓄水傩存在分子热传导和紊动扩散．对水体水温分布有重要影响。3)太阳辐射在水体巾的透射．到丛水丽的太阳辐射除术耐吸收一部分外其余部分能够射透射入水怍内部。这部分辐目t在水捧巾随若水椿的增加小断衰减4)人流含沙缱．^流禽沙垃对湖泊水温分布彳_重

7、要影响。^流含沙量越高．影响越大。除上述几方面外，还有些闻求对湖泊水域的水温分布能够产生影响如水傩的几何形态取求n的∞i髓殷湖泊的调度运川等．髑1为辛l崩FlⅣNT软件模拟水慷热杂1l：水排娃温刀分布结果夏季江水平均温度为276t(3【)075K)．巾尾水排放引起温丁卜I℃(30l75K)的范隔较小沿纵向(江水流动^向)分布最大长度为4mji}横向(垂』’汗iI水流动方向)分布龄夫慌度斯3m。总体来说．温升的分布在空间t是H、规则的目I砭平排＆¨∞Ⅺ＆*礁ml“32尾水排放对受纳水体的环境影响低温排水较热排水影响可能较小，仉叠它

8、的影响也是小容忽视的．特别存水源热泉系统大规{；l应川以后、其影响可以从以下两个方面考虑一方面，水温降低后排放u附近水域水质指标们变化悄批．包括溶解轼．营养盐等另一宵血水1，k物多佯悱投讲鹰的童化．包括浮游动物和浮游植物种燮世生长繁殖的变化”．。⋯⋯。，鬻紧怒翼