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污水源熱泵的工作原理和應(yīng)用

發(fā)布時(shí)間:2015年07月17日 09:28   閱讀:7248   返回   來(lái)源:澤德
  污水源熱泵技術(shù)是城市排水冷熱資源利用的主要技術(shù)。其主要利用污水通過污水換熱器與中介水進(jìn)行換熱,中介水進(jìn)入熱泵主機(jī),主機(jī)消耗少量的電能。冬季供熱運(yùn)行時(shí),廢水經(jīng)旋轉(zhuǎn)式連續(xù)過濾除污器凈化后,由污水提升泵加壓流經(jīng)污水源熱泵專用蒸發(fā)器.在蒸發(fā)器內(nèi),廢水中的熱焓被進(jìn)入蒸發(fā)器的低溫液態(tài)工質(zhì)汽化吸收。廢水溫度降5~7℃后凹放爭(zhēng)排水口排放?;蜻M(jìn)人中水處理裝置處理后另做它用。在蒸發(fā)器內(nèi)汽化后的低溫工質(zhì)氣體經(jīng)吸氣管進(jìn)入壓縮機(jī),經(jīng)絕熱壓縮后變?yōu)楦邷馗邏汗べ|(zhì)過熱氣體,并經(jīng)排氣管進(jìn)入污水源熱泵專用冷凝器,在冷凝器內(nèi),采暖(空調(diào))系統(tǒng)的回水,吸收高溫高壓工質(zhì)氣體的汽化潛熱溫度升至55~60℃后向用戶供熱,而高溫工質(zhì)氣體則冷凝為液態(tài),經(jīng)節(jié)流后再進(jìn)入蒸發(fā)器上述過程,不斷地吸收廢水中的熱量。夏季供冷時(shí),系統(tǒng)水路進(jìn)行切換,即窄調(diào)系統(tǒng)水進(jìn)蒸發(fā)器,降溫后供向用戶,污水進(jìn)入冷凝器,升溫后將熱量帶走排放掉。
  根據(jù)采用水質(zhì)的不同,污水源熱泵系統(tǒng)可分為:以未處理污水為熱源、以二級(jí)出水或中水為熱源兩類。未經(jīng)處理的污水稱為原生污水,是污水源熱泵系統(tǒng)應(yīng)用的主體對(duì)象,在城市污水干管上廣泛分布,資源豐富,取水方便;而二級(jí)出水或中水則局限于污水處理廠,應(yīng)用地點(diǎn)受到限制。目前污水源熱泵系統(tǒng)首推的是前者,即原生污水源熱泵系統(tǒng)。
  根據(jù)污水是否直接進(jìn)入熱泵機(jī)組,污水源熱泵系統(tǒng)可分為直接式與間接式兩類。若污水直接進(jìn)入熱泵機(jī)組的蒸發(fā)器或冷凝器換熱則為直接式系統(tǒng),若污水與中介水換熱,中介水進(jìn)人機(jī)組則為問接式系統(tǒng)。蓄冷/蓄熱槽通常在實(shí)際工程中就是空調(diào)末端系統(tǒng)或者衛(wèi)生熱水供應(yīng)的用水末端器具。完全不加處理的城市原生污水,只要使用旋轉(zhuǎn)反沖洗的防阻技術(shù),整個(gè)系統(tǒng)便可長(zhǎng)期連續(xù)安全取熱、取冷運(yùn)行。
  由于直接式系統(tǒng)要求污水源熱泵機(jī)組蒸發(fā)器與冷凝器有很高的抗堵塞、抗污染與抗腐蝕能力,故蒸發(fā)器與冷凝器必須使用合金鋼材質(zhì),例如鎳銅合金、鈦合金等。同樣,換熱表面不可采用波紋、內(nèi)肋等加強(qiáng)換熱、節(jié)省換熱面積的措施,蒸發(fā)器應(yīng)為滿液式,這些都將大大提高了合金鋼用量,從而提高蒸發(fā)器與冷凝器的制造成本。與此相比,雖然間接式系統(tǒng)需多設(shè)一級(jí)換熱器,但該換熱器完全可以使用碳鋼材質(zhì),而蒸發(fā)器與冷凝器中由于是水的閉式循環(huán),其造價(jià)可大大降低。因此總的來(lái)看直接式系統(tǒng)初投資要高于間接式系統(tǒng)。另一方面,間接式系統(tǒng)比直接式多了一級(jí)中間換熱,顯然會(huì)增大整個(gè)系統(tǒng)的阻力損失,這就意味著系統(tǒng)能源利用效率的降低以及相應(yīng)運(yùn)行費(fèi)用的提高。但由于間接式系統(tǒng)的可靠性和對(duì)機(jī)組防腐防堵性能要求的降低,目前實(shí)際工程中應(yīng)用較多的還是間接式污水源熱泵系統(tǒng)。
 

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