污水源热泵换热站可行性研究报告(编辑修改稿)

污水源热泵换热站可行性研究报告(编辑修改稿)内容摘要：

科灵污水源专用热泵机组采用引进日本技术生产的铜镍合金换热管。 对于使用清水的常规热泵机组来说，都是采用铜管换热，但是，铜管对污水中的酸、碱、氨、汞等物质的抗腐蚀能力很弱；根据各种材质换热 管的污水浸泡腐蚀试验证明，铜镍合金管的抗腐蚀能力比铜管提高一倍以上，它抗海水腐蚀的能力也非常强，腐蚀速率≤，完全可以保证 20 年的使用寿命。 按污水水质设计的特殊换热流程 根据污水连续运行无堵塞换热技术的特点，热泵机组的换热流程采用特殊设计，换热管管径相对于普通机组加大 25%和璧厚加大 20%，杜绝了热泵机组堵塞的可能性；清洗换热管时操作简单更加方便，长期使用的可靠性有了革命性的提高。 污水源热泵机组专用的控制系统 科灵污水源专用热泵机组采用自主研发的专用控制系统，在电脑自动 控制、能量调节、汉字触摸屏、人机对话界面、各种运行保护功能、控制系统自适应功能等常规功能的基础上，针对污水源热泵运行的实际特点又增加了压缩机油位控制、自动拉油、换热器污垢监控报警，换热管壁面附着物厚度监控报警等人工智能控制，这一系列技术创新使客户在使用中真正实现人工智能管理，确保了污水源热泵机组的可靠运行。 这三个污水源热泵站采用污水作为水源热泵的热源，它具有以下特点：产生量大，几乎全年保持恒定的流量；夏季温度低于室外温度，冬季高于室外温度，而且在整个供暖季和供冷季，水温波动不大；含有大量的热能，据估计，城 市社区产生的废热 40%含在污水中。 因此，三个污水源热泵站使用为区域供热供冷提供一种理想的冷、热源。 根据有关人员的研究成果报告：（见附件） “ 从设备投资上看 :在计增容费的情况下，污水热能利用系统最少，为地下水热泵系统的 %，为燃气 +空冷空调系统的 %；在不计增容费的情况下，污水热能利用系统的设备投资为地下水水源热泵系统的 %，为燃气 +空冷空调系统的 %。 从年运行费用 上看：燃气 +空冷空调系统的运行费用最高，地下水水源热泵系统次之，污水水源热泵系统为最低。 3种供能方式的年运行成 本以污水热能系统最低，仅为燃气 +空冷空调系统的 %，为地下水热泵系统的 %。 在投资有效期内 (按 20年考虑 )，综合比较 3种方案的费用，污水水源热泵系统的总运行费用大约是地下水水源热泵系统的 70%左右，是燃气 +空冷空调系统运行费用的 45%左右。 由此可见，采用污水水源热泵系统比其它两方案更具经济性。 ” 污水源热泵系统其供暖系统原理和普通水源热泵相同，主要由压缩机、冷凝器、蒸发器和节流机构构成一个最简单的蒸汽压缩式热泵装置作为供热系统的热源。 它通过蒸发器从污水中吸取热量 Qe，在冷凝器中放出热量 Qc（ Qc=Qe+W）供给供热系统。 这种供热系统只要消耗少量的电能 W,便可得到满足房间供热所需要的热量 Qc。 三座污水源热泵站使用的污水的处理状态均为以未处理过的污水作为热源的污水源热泵系统。 根据污水与热泵的热交换部分需要间接利用，是通过水路切换，即通过阀门改变水流方向来实现工况转换。 由于污水水质的特点，与污水接触的换热器的堵塞、腐蚀以及结垢问题显得尤为突出。 据调查 90%以上的换热设备都存在不同程度的污垢问题。 由于污垢的存在使传热热阻增加，它不仅恶化了换热器的传热性能，而且因为垢层的增厚使流通面积减小，在流量 维持恒定的情况下，这必然导致平均流动速度的增加，再有污垢还常常使流道表面的粗糙程度增加，引起摩擦系数和局部阻力系数的增加，这必然要引起整个换热器的流动阻力压降增大，故泵消耗的功率增加。 如何防垢、抑垢、除垢是非常重要的。 针对这个问题在我们在本工程中采用 北京瑞宝热能科技有限公司成熟技术几装置原生 污水源热泵防阻机，在本设计系统中 使用中。 技术先进，安全可靠。 采用的污水专用水源热泵机组为科灵空调设备有限公司生产的型号为 SL2020MW,制热量 1780 KW，功率 410 KW，能效比 1： ，配套产品 北京瑞宝热能 科技有限公司成熟技术装置原生 污水源热泵防阻机。 三 、工程技术 示范 方案 示范工程 按照城区内排水污水沉淀池的位置，依据热负荷的大小确定 污水水源热泵站 的设备型号，数量。 本工程所供建筑全部为节能建筑。 外墙 部分外墙采用 150mm厚 加气混凝土砌块与钢结构架铝板复合墙，外保温为 50厚聚苯板保温。 以上做法总热阻为 W，平均传热系数为 （ m2 k），满足山东省 50%节能标准规定锝 .60W/（ m2 k）的要求。 外窗 外窗采用 PA 断桥铝合金辐射率≤ 中空玻璃（空气9mm），不但阻止了冬季热量外传导，还阻止了夏天向内传热和辐射热，整个窗户气密性满足空气渗透性能等级要求，不低于现行国家标准《建筑外窗气密性能分级及检测方法》（ GB/T71072020）规定的 4级水平。 外窗传热系数 K= /（ m2 k），满足山东省 50%节能标准规定的 （ m2 k）要求。 屋面 屋面均采用保温屋面，保温材料采用 100 厚岩棉保温层。 以上做法总热阻为 （ m2 k） /W,传热系数为 （ m2 k），满足山东省 50%节能标准规定的≤ （ m2 k）要求。 （ 2）供 冷 供 热 系统及冷热 负荷计算 由于建筑维护结构均达到 50%的节能标准，本工程公用建筑的冷指标为 75 W/M2 热负荷 65 W/M2。 居住建筑热负荷 50W/M2。 采用的污水专用水源热泵机组为科灵空调设备有限公司生产的型号为SL2020MW,制热量 1780 KW，功率 410 KW， 机组 能效比 1： ， 1号污水水源热泵站 担负供热面积 ，其中 万平方米公共建筑， 冷负荷 为 100913 75 W/M2＝ 7560KW 热负荷为 100913 65 W/M2+59987 50W/M2≈ 9500 KW 数量为 9500 KW247。 1780 KW =5（台） （供热） 7560 KW247。 1780 KW =（台） （供冷） 用水量计算 （ 1780410）247。 247。 9 5＝ 660（ m179。 /h） 提取温度差 9℃ 2 号污水水源热泵站 担负供热面积 ，龙城华庭小区，其中有 万平方米公共建筑，有夏季制冷要求。 有 万平方米建筑居住面积，冬季用水量 660m179。 /h, （提取 9℃温度差）而根据我们观测到该处水流量在 1200 m179。 /h.。 冬季水温度最低 18℃，夏季最高水温度 20℃ . 冷负荷 为 20400 75 W/M2＝ 1530KW 热负荷为 20400 65 W/M2+158200 50W/M2≈ 9236KW 数量为 9236KW247。 1780 KW =5（台） （ 1780410）247。 247。 9 5＝ 660m179。 /h 提取温度差 6℃ 3 号污水水源热泵站扶淇河 套担负供热面积 万平方米，其中有 万平方米公共建筑。 有夏季制冷要求 .有 万平方米普通居住建筑，有 万平方米别墅居住建筑， 冷负荷 为 27400 75 W/M2＝ 2055KW 热负荷为 27400 65 W/M2+339250 50W/M2≈ 18743KW 数量为 18743KW247。 1780 KW =10（台） （供热） （ 1780410）247。 247。 7 10＝ 1690（ m179。 /h）提取温度差 7℃。 （ 3） 可再生能源利用方案的论述 编制依据和主要资料 《诸城市政府工作报告》（诸城市第十六届人民代表大会第一次会议）； 编制原则 在城市总体规划指导下，根据城市总体规划布局，结合行条件和环境要求，统一规 划，分步实施的方针，充分发挥建设项目的效益。 主要遵循以下原则： 认真调查分析城市内现有污水流量、日排水量以及污水各项指标； 从 2020年 11月份开始，到目前 为止 （ 2020年 6 月）我公司在诸城市供排水管理处的配合支持下。 对三个取水水点的每天 24 小时流量变化，每月温度变化进行观察，测量。 1 号污水水源热泵站取用 1 号沉淀池， 在 该处水流量在 900 m179。 /h。 冬季水温度最低 14℃，夏季最高水温度 18℃。 2 号污水水源热泵站取用 2 号沉淀池 流量在 1200 m179。 /h.。 冬季水温度最低 18℃，夏季最高水温度 20℃ . 3 号污水水源热泵站取用 3 号沉淀池（提升水站） 观测到该处水流量在 2020 m179。 /h。 冬季水温度最低 16℃，夏季最高水温度 18℃。 积极稳妥地采用先进技术和防腐材料，节省建设投资； 输送污水室外主管道材质采用承压玻璃钢管道。 采用先进成熟的技术及设备，节约能源，降低成本； 采用先进的自动化技术控制系统，提高运行管理水平 变频调速技术是目前采暖，空调 设备运行的成熟节能技术，在本工程中为了达到最大化的节能效果。 系统循环系统 全部采用变频调速技术。 由于水泵的扬程与水泵流量的平方成正比，轴功率与流量的立方成正比，而流量又与转速成正比。 因此，当电机的转速稍有下降，电机的耗电量就会大幅度下降，节能效果显著。 本 系统设置变频调速装置就是通过调节水泵的转速以使水泵流量随负荷变化而变化，达到节能目的，不仅避免了采用阀门调节造成的浪费，而且还极大的提高控制和调节精度。 同时采用变频调速对电机实现软启动，无冲击杂声，还可以延长电机的使用寿命。 该工程空调水循环系统由多台型号相 同的水泵并联运行，为了实现几台水泵电机转速连续可调，使得水泵电机转速根据实际冷热负载的大小而设定，进而节约能源；同时也为了节省变频器等设备的初投资，拟采用一定多变形式即只有一台水泵配置 变频器作调速运行，另几台仍为定速运行。 控制系统主要由内置 PID 的变频器、 PLC可编程控制器、压差变送器、主接触器等构成，变频器和 PLC控制器作为系统控制的核心部件，以末端最不利环路压差为反馈信号，时刻跟踪着 信号与设定值（可取 ）的偏差变化情况，经过变频器内置的PLD调节器运算，利用 PLC控制器实现水泵变频与工频的切换 ，自动控制水泵投入台数和电机的转速，实现闭环控制，自动调整恒压差两供水。 在保证不低于热泵机组对水量的最低要求，自动调节水泵流量以满足负荷的变化，节能效果显著，静态回收期短 ，具有 可能性。 再一项就是根据污水温度变化，根据热负荷的变化，采用混 水技术， 增加混水水泵一台，作为备用，以便 提取合适的温度差。 以上示范内容均为急需推广的成熟技术，与本项目的需求正好吻合，在本项目中的示范可以很好地展现相关建筑节能和可再生能源技术特点和效益，具有很好的示范效应，为建筑节能和再生能源技术的进一步推广提供了良好的试验和展示平台。 合理考虑工程分期建设的条件。 根据开发商今年竣工、供热面积的需要， 为了提高资金的使用效率。 分批、分期进行建设。 考虑远近结合，输送污水管道一步到位。 设备安装 分两批 进行。 按照供热面积的需要 投入相应的热泵机组。 编制范围 发展目标，就诸城市大众热力有限公司污水源热泵供热站工程方案进行分析 论证，提出符合项目特点的配套特点。 工程设计规范及指标 本项目的设计，施工与安装必须按照国家专业技术规范与标准执行。 其规范与标准如下： ● 设计 《地源热泵。