污水源熱泵技術特點:
污水源熱泵系統(tǒng)主要由污水換熱裝置與水源熱泵機組組成,其部分特性與常規(guī)水源熱泵系統(tǒng)相似。以城市污水作為熱泵冷熱源的熱泵系統(tǒng)具有以下幾方面優(yōu)點:
城市污水具有水溫變化幅度小的特點,冬暖夏涼,受氣候影響較小。與河水水溫和空氣溫度相比,城市污水水溫冬季較高,夏季較低,污水水溫與處理水量、所處地域、污水來源及季節(jié)等有關,華北地區(qū)一般冬季水溫不低于10℃,夏季不超過30℃,是比較理想的熱泵冷熱源。
污水源熱泵系統(tǒng)在夏季節(jié)省了冷卻塔投資、冷卻水循環(huán)泵和冷卻風扇運轉費用,冬季也不需要設置鍋爐房,很大程度上降低了設備投資、區(qū)域管網(wǎng)費用和系統(tǒng)的運行費用,同時節(jié)省了占地面積,還避免了冷卻塔產生的噪音。日本實際應用的城市污水熱能回收與利用系統(tǒng)的測算結果表明,與其它熱供給系統(tǒng)相比較,大約可降低運行費用30%左右。由于無需打井,污水源熱泵系統(tǒng)的初投資和運行維護成本也低于常規(guī)地源和水源熱泵系統(tǒng)。
污水源熱泵空調系統(tǒng)技術系統(tǒng)特點:
不受建筑冷熱平衡的限制,不打井、不埋管、將污水變廢為寶,適用于各種類型的建筑供熱、制冷及生活熱水。
應用條件:
建筑物附近有污水干渠且污水量充足。
環(huán)保及經(jīng)濟效益:
夏季空調過程中,將廢熱排放到污水中,而不是像常規(guī)空調那樣通過冷卻塔排放到大氣中,可避免 “熱島效應”、避免霉菌污染、避免噪聲污染。
冬季替代傳統(tǒng)鍋爐供熱,減少燃煤、減少CO2等有毒、有害物質的排放,每利用1t污水,相當于減少燃煤2㎏,減少CO2排放3kg。
我國每年污水排放量約750億m3,可供13.2億㎡以上的建筑采暖、空調,如果將污水全面利用起來,每年可節(jié)約燃煤1.5億噸,減少CO2排放4.5億噸。
污水的溫度冬暖夏涼,經(jīng)過我公司的實際檢測,冬季哈爾濱污水溫度12℃,夏季重慶污水溫度24℃,所以污水是極好的冷、熱源。
污水在管內的流動與換熱問題
為經(jīng)濟可行地實現(xiàn)污水冷熱源的應用,目前只能對污水作粗效預處理以解決污物對流通斷面的阻塞問題,污水中依然含有大量小尺度污物及溶解性化合物。初步的工程實測數(shù)據(jù)表明,污水的流動阻力與換熱特性較清水有明顯差異,同等流速、管徑條件下,污水流動阻力為清水的2~4倍,而換熱系數(shù)約為清水的25%~50%,污水的對流換熱與清水不同:一是污水黏度大,污水粘度可達到清水的15倍左右;二是非均質,即非牛頓流;三是壁面有不可避免的附著物,熱阻加大,因此其水力計算與換熱設計將具有完全不同的理論模式。由于污水中的固相成分與結構復雜,目前無法建立精準的兩相流數(shù)學模型,以單相非牛頓流模型求解污水宏觀的湍流流動與換熱特性,是非牛頓流體力學的一個分支,具有理論與實際意義??墒窍嚓P的理論模型與計算方法并不成熟,雖然對城市污水源熱泵空調系統(tǒng)的研究在一些北歐供熱發(fā)達國家起步很早,但由于城市污水水質的特殊性而引起的換熱問題,一直以來成為污水源熱泵發(fā)展的阻礙因素。