第29卷第4期建筑熱能通鳳空調Val.29 No.42010年8月Building Energy & EnvironmentAug 2010.43-45文章編號: 1003-0344( 2010 )04-043-3污水源熱泵技術在污水處理廠中的應用李莉蔣露華北電力大學科技學院摘要:以保定 市某污水處理廠供熱制冷改造T程為例,對污水源熱泵技術的原理和設計進行了介紹,對改造前后的投資和運行費用進行了計算,并與改造前采用的傳統(tǒng)燃煤鍋爐+分體式空調進行了經濟分析,得出污水源熱泵技術具有節(jié)能、環(huán)保運行費用低等優(yōu)點,尤其適用于污水處理廠,值得推廣應用。關鍵詞:污水源熱泵燃煤鍋爐分體式空調經濟分析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隨著我國經濟迅速發(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?,已經有一臺2 th高,建筑采暖和空調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、保護環(huán)境,決定能已成為我國最關注的問題之- - ,因此,可再生能源利對這套供熱系統(tǒng)進行改造,不再使用燃煤,取消原來的用成為目前研究的重點。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/源進行制冷、制熱循環(huán)的泵系統(tǒng),末端裝置采用風機盤管?？照{裝置。它具有冷熱量輸出穩(wěn)定.COP值高換熱效果好、機組結構緊湊等優(yōu)點,是實現污水綜合利用的有2 污水源熱泵系統(tǒng)的工作原理及設計計算效途徑"。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,對污水源熱泵技術系統(tǒng)與傳統(tǒng)燃2.1工作原理煤鍋爐+分體式空調系統(tǒng)進行了經濟分析。根據污水與熱泵的熱交換部分是否直接進行熱交換，可分為直接換熱和間接換熱吧,考慮到污水水質對1工程概況熱泵機組的影響，,本工程采用間接式污水源熱泵系統(tǒng)，圖1為運行原理圖。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號華北電力大學科技學院707信箱(07100);E-mail: lill@l63.com建筑熱能通風空調2010年空調本表3循環(huán)水泵型號及主要性能參數熱息機相液敏口楊段H軸功事 電機功率 效豐(m場)((kW)(kW)。的本熱災換器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)運行原理圖2.3.2鍋爐+分體空調系統(tǒng)1)冬季設備:鍋爐系統(tǒng)(鍋爐主體、風機、水處理、冬季,污水溫度約為I5C ,經過換熱器換熱后回補水和脫硫等)、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見表4~表5。18C,經換熱器換熱后回水溫度約20'C,熱泵蒸發(fā)器表4鍋爐機組型號及主要性能參數出水作為供冷系統(tǒng)冷凍水,供回水溫度為7C~ 12C。該系統(tǒng)冬、夏兩季T.況的轉換通過切換閥門來實現。2.2設計計算表5熱水循環(huán)泵型號及主要性能參數1 )氣象參數制參照保定地區(qū)實際日平均溫度,供暖室內計算溫度取20C ,夏季空調室內計算溫度取26C。供暖期為1LR614Q200 25120d,日供暖時間按12h計算。夏季空調期90d,日供冷時間以12 h空調時間計算"。2)夏季設備:分體空調。分體空調系統(tǒng)型號及主2)計算對象要性能參數表6。選取辦公建筑為計算對象,計算面積5000 m?,供暖單位面積熱負倚取80W/m?,最大空調單位面積冷表6分體式空調系統(tǒng)型號及主要性能參數負荷取100 W/m4"。夏季負荷計算:按照100 W/m?計算,總冷負荷為5000x 100-500kW;AXF-102841076155002030100冬季負荷計算:按照80 W/m2計算,總熱負荷為5000x80= =400kW。3經濟分析2.3設備選型3.1主要經濟評價指標2.3.1污水源熱泵系統(tǒng)1)系統(tǒng)造價根據以上前提條件，選擇了污水源熱泵系統(tǒng),系系統(tǒng)造價為供暖空調系統(tǒng)各部分造價之和,包括統(tǒng)設備包括:污水源熱泵機組(污水源熱泵、污水處理設備購置費、安裝費及其他費用等。器、污水泵等)、循環(huán)水泉和風機盤管等。污水源熱泵2)年運行成本系統(tǒng)、風機盤管及循環(huán)水泵的型號及主要性能參數見年運行成本為系統(tǒng)中各部分每年需要的費用,包表1~表3。.括水費、電費、燃料費、排污費、管理人員工資、管理費、表1 MW0.75污水源熱泵系統(tǒng)型號及主要性能參數設備折舊費和設備維修費等。3)動態(tài)費用年值系統(tǒng)造價和年運行成本是兩個不同性質的經濟指標，單憑其中任意- -項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。費用年值是將參與比較方案的系統(tǒng)造價按資金的時表2風機盤管型號及主要性能參數間價值折算為每年的費用,并與年運行費用相加得出w..輸人 小國費用年值，費用年值越小方案越好。費用年值的計算公式為:第29卷第4期.李莉等:污水源熱泵技術在污水處理廠中的應用●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為費用年值，元/a;i為利率或采用部門的標準內部收益率; m為經濟壽命,a; Co為系統(tǒng)造價，4 結論元;c為年運行成本,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經濟分析統(tǒng)的燃煤鍋爐+分體式空調兩套裝置系統(tǒng),雖然在系1)污水源熱泵系統(tǒng)。將改造后投入運行的污水源統(tǒng)造價上有所提高,但節(jié)省了系統(tǒng)的占地面積和運行熱泵系統(tǒng)初投資及運行費用列人表7。計算中將污水費用。.源熱泵系統(tǒng)的造價的50%計入供暖系統(tǒng)造價，另50%2)從費用年值來看,污水源熱泵系統(tǒng)的投資回收計入空調系統(tǒng)造價。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、初投資及運行費用投資回收回來。投資青用各手運fr費用 g李hh費用3)污水源熱泵系統(tǒng)供熱時省去了鍋爐房系統(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;供冷時精火機， 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。風機百竹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)保運行費用低、費用年值低等特點,是利用城②電費0.6元/Wh),水費3.5元A.人員1.資50元/日。市污水進行供暖、制冷的空調新形式,尤其適用于污水處理廠內部建筑的供暖制冷,是- -項值得深度推廣的2)鍋爐+分體空調系統(tǒng)。該污水處理廠原有一-臺新技術。2t/h 的層燃鏈條燃煤鍋爐。鍋爐+分體空調系統(tǒng)的初投資及運行費用見表8。參考文獻表8鍋爐+分體空調系統(tǒng)型號、初投資及運行費用[] 曲云霞.楊勇，李愛景.等王偉華污水源熱泵供熱的工程應用及分析[].可再生能源,2007, 25(2): 103-105[2] 劉世梅， 何鳳練,孫云海.污水源熱泵技術的應用實例及可行誠護系概D1L1.407897性分析[].山西建筑, 2008, 34(18): 195-196M865420 0的8力[3] 陸耀慶. 實用供熱設計手冊(第二版)[M].北京:中國建筑工業(yè)分體調機如" AXF-IO1力年出版社, 20081與中2414萬36.35市15小汽[4] 薛殿華. 空氣調節(jié)[M].北京:清華大學出版社, 2004注:燃料費750元/。.[5李曉明，崔禍義,周紅污水源熱泵的經濟評價[1.煤氣與熱力，2005, 25(4); 52-553)兩種方案經濟分析。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+分體空調系統(tǒng)總投資74.148萬。污水源熱泵系統(tǒng)比鍋爐+分體空調系統(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荷要.求，則鍋爐+分體空調系統(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+分體空調系統(tǒng)總投資高49%。②從運行成本上看,污水源熱泵系統(tǒng)年運行費用1] 中華人民共和國建設部.采暖通風與空氣調節(jié)設計規(guī)范(GB50019-2003)[S]. 2003為34.1萬;鍋爐+分體空調系統(tǒng)年運行費用為51.75[2] 陸耀慶.實用 供熱空調設計手冊[M].北京:中國建筑工業(yè)萬。鍋爐+分體空調系統(tǒng)比污水源熱泵系統(tǒng)的年運行出版社，2007費用高34%。[3]中華人民共和國建設部. 公共建筑節(jié)能設計標準③綜合考慮初投資和運行成本(使用污水廠原有(GB5018-2005)S],2005鍋爐時),應用動態(tài)費用年值法分析,污水源熱泵系統(tǒng)[4] 谷祺， 劉淑逢.財務管理[M.大連:東北財經大學出版社，2007