第29卷第4期建筑熱能通鳳空調(diào)Val.29 No.42010年8月Building Energy & EnvironmentAug 2010.43-45文章編號: 1003-0344( 2010 )04-043-3污水源熱泵技術(shù)在污水處理廠中的應(yīng)用李莉蔣露華北電力大學(xué)科技學(xué)院摘要:以保定 市某污水處理廠供熱制冷改造T程為例,對污水源熱泵技術(shù)的原理和設(shè)計(jì)進(jìn)行了介紹,對改造前后的投資和運(yùn)行費(fèi)用進(jìn)行了計(jì)算,并與改造前采用的傳統(tǒng)燃煤鍋爐+分體式空調(diào)進(jìn)行了經(jīng)濟(jì)分析,得出污水源熱泵技術(shù)具有節(jié)能、環(huán)保運(yùn)行費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn),尤其適用于污水處理廠,值得推廣應(yīng)用。關(guān)鍵詞:污水源熱泵燃煤鍋爐分體式空調(diào)經(jīng)濟(jì)分析Application of Sewage Source Heat Pump in the Sewage Disposal FactoryLl Li, JIANGLuScience & Technology Collge, North China Electric Power UniversityAbstract: With the example of the heating and refrigeration system improvement project of the sewage disposal factoryin Baoding, the principle and design of the Sewage Source Heat Pump (SSHP) technology were introduced, and theinvestment cost and the operating cost were calculated before and after the improverment, and the economic analysis wasmade between the sewage source heat pump and the coal-fired boiler and split air conditioning. It pointed out that thesewage source heat pump technology has the advantages of energy saving, environmental protection and low operatingcost, especially suitable for the sewage disposal factory, and is worth to popularizing and applying.Keywords: sewage source heat pump, coal-fired boiler, split air conditioning, economic analysis隨著我國經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展和人民生活水平不斷提為例，該污水廠末端面積共5000 m?,已經(jīng)有一臺2 th高,建筑采暖和空調(diào)方面的能源消耗顯著增加,建筑節(jié)的層燃鏈條燃煤鍋爐。為了節(jié)約能源、保護(hù)環(huán)境,決定能已成為我國最關(guān)注的問題之- - ,因此,可再生能源利對這套供熱系統(tǒng)進(jìn)行改造,不再使用燃煤,取消原來的用成為目前研究的重點(diǎn)。污水源熱泵是利用污水處理散熱器供暖系統(tǒng)，改為既能供熱又能制冷的污水源熱廠中水或原生污水作為匯/源進(jìn)行制冷、制熱循環(huán)的泵系統(tǒng),末端裝置采用風(fēng)機(jī)盤管?？照{(diào)裝置。它具有冷熱量輸出穩(wěn)定.COP值高換熱效果好、機(jī)組結(jié)構(gòu)緊湊等優(yōu)點(diǎn),是實(shí)現(xiàn)污水綜合利用的有2 污水源熱泵系統(tǒng)的工作原理及設(shè)計(jì)計(jì)算效途徑"。本文以保定市某污水處理廠辦公建筑供熱制冷改造T程為例,對污水源熱泵技術(shù)系統(tǒng)與傳統(tǒng)燃2.1工作原理煤鍋爐+分體式空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行了經(jīng)濟(jì)分析。根據(jù)污水與熱泵的熱交換部分是否直接進(jìn)行熱交換，可分為直接換熱和間接換熱吧,考慮到污水水質(zhì)對1工程概況熱泵機(jī)組的影響，,本工程采用間接式污水源熱泵系統(tǒng)，圖1為運(yùn)行原理圖。以保定市某污水處理廠供熱制冷系統(tǒng)改造工程收稿日期:2009-11-22作者簡介:李莉( 1981~ ),女,助教;河北保定瑞祥大街282號華北電力大學(xué)科技學(xué)院707信箱(07100);E-mail: lill@l63.com建筑熱能通風(fēng)空調(diào)2010年空調(diào)本表3循環(huán)水泵型號及主要性能參數(shù)熱息機(jī)相液敏口楊段H軸功事 電機(jī)功率 效豐(m場)((kW)(kW)。的本熱災(zāi)換器30.053.73852中介本組環(huán)室過地路污本型圖!污水源熱泵系統(tǒng)運(yùn)行原理圖2.3.2鍋爐+分體空調(diào)系統(tǒng)1)冬季設(shè)備:鍋爐系統(tǒng)(鍋爐主體、風(fēng)機(jī)、水處理、冬季,污水溫度約為I5C ,經(jīng)過換熱器換熱后回補(bǔ)水和脫硫等)、散熱器及熱水循環(huán)泵。該污水處理廠水溫度約為I0C。熱泵冷凝器出水作為供暖系統(tǒng)循環(huán)原有一臺2 th的層燃鏈條燃煤鍋爐，原鍋爐機(jī)組.熱水，供回水溫度為55"C~45C;夏季,污水溫度約為水循環(huán)泵的型號及主要性能參數(shù)見表4~表5。18C,經(jīng)換熱器換熱后回水溫度約20'C,熱泵蒸發(fā)器表4鍋爐機(jī)組型號及主要性能參數(shù)出水作為供冷系統(tǒng)冷凍水,供回水溫度為7C~ 12C。該系統(tǒng)冬、夏兩季T.況的轉(zhuǎn)換通過切換閥門來實(shí)現(xiàn)。2.2設(shè)計(jì)計(jì)算表5熱水循環(huán)泵型號及主要性能參數(shù)1 )氣象參數(shù)制參照保定地區(qū)實(shí)際日平均溫度,供暖室內(nèi)計(jì)算溫度取20C ,夏季空調(diào)室內(nèi)計(jì)算溫度取26C。供暖期為1LR614Q200 25120d,日供暖時(shí)間按12h計(jì)算。夏季空調(diào)期90d,日供冷時(shí)間以12 h空調(diào)時(shí)間計(jì)算"。2)夏季設(shè)備:分體空調(diào)。分體空調(diào)系統(tǒng)型號及主2)計(jì)算對象要性能參數(shù)表6。選取辦公建筑為計(jì)算對象,計(jì)算面積5000 m?,供暖單位面積熱負(fù)倚取80W/m?,最大空調(diào)單位面積冷表6分體式空調(diào)系統(tǒng)型號及主要性能參數(shù)負(fù)荷取100 W/m4"。夏季負(fù)荷計(jì)算:按照100 W/m?計(jì)算,總冷負(fù)荷為5000x 100-500kW;AXF-102841076155002030100冬季負(fù)荷計(jì)算:按照80 W/m2計(jì)算,總熱負(fù)荷為5000x80= =400kW。3經(jīng)濟(jì)分析2.3設(shè)備選型3.1主要經(jīng)濟(jì)評價(jià)指標(biāo)2.3.1污水源熱泵系統(tǒng)1)系統(tǒng)造價(jià)根據(jù)以上前提條件，選擇了污水源熱泵系統(tǒng),系系統(tǒng)造價(jià)為供暖空調(diào)系統(tǒng)各部分造價(jià)之和,包括統(tǒng)設(shè)備包括:污水源熱泵機(jī)組(污水源熱泵、污水處理設(shè)備購置費(fèi)、安裝費(fèi)及其他費(fèi)用等。器、污水泵等)、循環(huán)水泉和風(fēng)機(jī)盤管等。污水源熱泵2)年運(yùn)行成本系統(tǒng)、風(fēng)機(jī)盤管及循環(huán)水泵的型號及主要性能參數(shù)見年運(yùn)行成本為系統(tǒng)中各部分每年需要的費(fèi)用,包表1~表3。.括水費(fèi)、電費(fèi)、燃料費(fèi)、排污費(fèi)、管理人員工資、管理費(fèi)、表1 MW0.75污水源熱泵系統(tǒng)型號及主要性能參數(shù)設(shè)備折舊費(fèi)和設(shè)備維修費(fèi)等。3)動(dòng)態(tài)費(fèi)用年值系統(tǒng)造價(jià)和年運(yùn)行成本是兩個(gè)不同性質(zhì)的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，單憑其中任意- -項(xiàng)是不能判斷方案的優(yōu)劣的。注:循壞熱水溫度最高不離于60C.獯環(huán)冷水溫度最低不低于s批。費(fèi)用年值是將參與比較方案的系統(tǒng)造價(jià)按資金的時(shí)表2風(fēng)機(jī)盤管型號及主要性能參數(shù)間價(jià)值折算為每年的費(fèi)用,并與年運(yùn)行費(fèi)用相加得出w..輸人 小國費(fèi)用年值，費(fèi)用年值越小方案越好。費(fèi)用年值的計(jì)算公式為:第29卷第4期.李莉等:污水源熱泵技術(shù)在污水處理廠中的應(yīng)用●45.j= l+1”.C.,+c(1)投資回收期為3年，即3年后污水源熱泵系統(tǒng)就可把“(+i)"-1多余的初投資回收回來。式中:f為費(fèi)用年值，元/a;i為利率或采用部門的標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)部收益率; m為經(jīng)濟(jì)壽命,a; Co為系統(tǒng)造價(jià)，4 結(jié)論元;c為年運(yùn)行成本,元/a。,1)污水源熱泵系統(tǒng)既能供熱也能制冷，替代了傳3.2經(jīng)濟(jì)分析統(tǒng)的燃煤鍋爐+分體式空調(diào)兩套裝置系統(tǒng),雖然在系1)污水源熱泵系統(tǒng)。將改造后投入運(yùn)行的污水源統(tǒng)造價(jià)上有所提高,但節(jié)省了系統(tǒng)的占地面積和運(yùn)行熱泵系統(tǒng)初投資及運(yùn)行費(fèi)用列人表7。計(jì)算中將污水費(fèi)用。.源熱泵系統(tǒng)的造價(jià)的50%計(jì)入供暖系統(tǒng)造價(jià)，另50%2)從費(fèi)用年值來看,污水源熱泵系統(tǒng)的投資回收計(jì)入空調(diào)系統(tǒng)造價(jià)。期為3年，即3年后污水源熱泵系統(tǒng)就可把多余的初表7污水源熱泵系統(tǒng)型號、初投資及運(yùn)行費(fèi)用投資回收回來。投資青用各手運(yùn)fr費(fèi)用 g李hh費(fèi)用3)污水源熱泵系統(tǒng)供熱時(shí)省去了鍋爐房系統(tǒng),減(打元) 1月幾號1___ (力 幾印)少了CO2,SO,粉塵顆粒等大氣污染物的排放;供冷時(shí)精火機(jī)， wW.7576省去了冷卻塔及其消耗的水量，緩解了環(huán)境污染問題。風(fēng)機(jī)百竹PP.125醫(yī)斗裂6TSH6A由此可見,污水源熱泵系統(tǒng)雖然初投資高,但具有兒地.8926節(jié)能,環(huán)保運(yùn)行費(fèi)用低、費(fèi)用年值低等特點(diǎn),是利用城②電費(fèi)0.6元/Wh),水費(fèi)3.5元A.人員1.資50元/日。市污水進(jìn)行供暖、制冷的空調(diào)新形式,尤其適用于污水處理廠內(nèi)部建筑的供暖制冷,是- -項(xiàng)值得深度推廣的2)鍋爐+分體空調(diào)系統(tǒng)。該污水處理廠原有一-臺新技術(shù)。2t/h 的層燃鏈條燃煤鍋爐。鍋爐+分體空調(diào)系統(tǒng)的初投資及運(yùn)行費(fèi)用見表8。參考文獻(xiàn)表8鍋爐+分體空調(diào)系統(tǒng)型號、初投資及運(yùn)行費(fèi)用[] 曲云霞.楊勇，李愛景.等王偉華污水源熱泵供熱的工程應(yīng)用及分析[].可再生能源,2007, 25(2): 103-105[2] 劉世梅， 何鳳練,孫云海.污水源熱泵技術(shù)的應(yīng)用實(shí)例及可行誠護(hù)系概D1L1.407897性分析[].山西建筑, 2008, 34(18): 195-196M865420 0的8力[3] 陸耀慶. 實(shí)用供熱設(shè)計(jì)手冊(第二版)[M].北京:中國建筑工業(yè)分體調(diào)機(jī)如" AXF-IO1力年出版社, 20081與中2414萬36.35市15小汽[4] 薛殿華. 空氣調(diào)節(jié)[M].北京:清華大學(xué)出版社, 2004注:燃料費(fèi)750元/。.[5李曉明，崔禍義,周紅污水源熱泵的經(jīng)濟(jì)評價(jià)[1.煤氣與熱力，2005, 25(4); 52-553)兩種方案經(jīng)濟(jì)分析。由表7和表8可知:①從初投資看,污水源熱泵系統(tǒng)總投資92.26萬;(上接63頁)鍋爐+分體空調(diào)系統(tǒng)總投資74.148萬。污水源熱泵系統(tǒng)比鍋爐+分體空調(diào)系統(tǒng)總投資高20%。由于污水處于要增加板式換熱器,但需要3.6年就可以收回投資理廠本身具有一臺2 th的燃煤鍋爐且能滿足負(fù)荷要.求，則鍋爐+分體空調(diào)系統(tǒng)總投資可降為46.648萬。成本。那么污水源熱泵系統(tǒng)比鍋爐+分體空調(diào)系統(tǒng)總投資高49%。②從運(yùn)行成本上看,污水源熱泵系統(tǒng)年運(yùn)行費(fèi)用1] 中華人民共和國建設(shè)部.采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范(GB50019-2003)[S]. 2003為34.1萬;鍋爐+分體空調(diào)系統(tǒng)年運(yùn)行費(fèi)用為51.75[2] 陸耀慶.實(shí)用 供熱空調(diào)設(shè)計(jì)手冊[M].北京:中國建筑工業(yè)萬。鍋爐+分體空調(diào)系統(tǒng)比污水源熱泵系統(tǒng)的年運(yùn)行出版社，2007費(fèi)用高34%。[3]中華人民共和國建設(shè)部. 公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)③綜合考慮初投資和運(yùn)行成本(使用污水廠原有(GB5018-2005)S],2005鍋爐時(shí)),應(yīng)用動(dòng)態(tài)費(fèi)用年值法分析,污水源熱泵系統(tǒng)[4] 谷祺， 劉淑逢.財(cái)務(wù)管理[M.大連:東北財(cái)經(jīng)大學(xué)出版社，2007