中水源熱泵作為基本熱源的工程應用

摘 要

摘 要： 結合工程實例，對某小區采用中水源熱泵作為基本熱源，熱電廠作為峰荷熱源的供熱系統流程進行探討。對供熱系統的設計要點、能耗及環保效果進行了分析。 關鍵詞： 中
    摘 要： 結合工程實例，對某小區采用中水源熱泵作為基本熱源，熱電廠作為峰荷熱源的供熱系統流程進行探討。對供熱系統的設計要點、能耗及環保效果進行了分析。
    關鍵詞： 中水源熱泵； 熱電廠； 基本熱源； 峰荷熱源
    中圖分類號：TU995    文獻標識碼：B    文章編號：1000—4416(2012)08一OAl4—02
韓建明
(唐山市熱力總公司，河北唐山063000)
Engineering Application of Reclaimed Water Source Heat
Pump as Basic Heat Source
HAN Jianming
 Abstract：The heat-pply system process using reclaimed water source heat pump as basic heat source and heat and power plant as peak heat sou rce in a residential area is discussed with arl engineering examDle．The design key points，energy consumption and environmental protection effect of the heatsupply system are analyzed．
 Key words： reclaimed water source heat pump；heat and power plant； basic heat Source；peak heat source
1、工程概況
    唐山市惠民園小區位于西郊污水處理二廠南側，僅一路之隔。惠民園小區總建筑面積為50．94×104 m2，其中居住建筑面積為48．17×104m2,公共建筑面積為2．77×104m2筑樓層分為6、9、10、11、18層，共計50幢。l8層樓有l9幢，樓內供暖系統分為高、低區，ll層及以下為低區，高區建筑面積為10．4×104m2內采用散熱器供暖。西郊污水處理二廠日產生中水量約6×104／d，供暖期中水溫度為13～15℃。擬采用中水源熱泵作為基本熱源，熱電廠作為峰荷熱源的供熱系統。
2、系統流程
    污水處理廠內建有中水泵站l座，安裝3臺流量為625 m3h、揚程為40 m的循環泵，流量滿足熱泵需求，中水循環泵采用變頻調速(由供回水壓差控制)。將中水作為熱泵的低溫熱源，在小區內建造熱泵機房1座。將熱泵作為基本熱源，承擔設計負荷的75％左右。熱電廠作為峰荷熱源，并在嚴寒期單獨運行。小區內建熱力站4座，由于l8層建筑比較分散，因此在1～3號熱力站內分別設置l套高區系統和l套低區系統，4號熱力站只設置l套低區系統。高區、低區供熱系統的工藝流程分別見圖1、2。

   
 

 在供暖初末期，只采用熱泵供熱。此時，閥門1、2、5、6、10關閉，其他閥門開啟，用戶回水直接進入熱泵加熱。
 在供暖寒冷期，熱泵采取最高出水溫度運行，不足熱量由熱電廠提供，即熱泵與熱電廠聯合供熱。此時，閥門9、10關閉，其他閥門開啟。用戶回水先經熱泵加熱，然后進入熱力站換熱器與熱電廠供水換熱后供給用戶。
 在供暖寒冷期，熱泵停運，由熱電廠作為熱源。此時，閥門3、4、7～9關閉，其他閥門開啟。用戶回水經熱力站換熱器與熱電廠供水換熱后供給用戶。
3、設計要點
 ①設計供回水溫度
 居住建筑設計熱指標為35 W／m2，公共建筑設計熱指標為43 W／m2目前二級管網的設計供、回水溫度一般為80、60℃和75、55℃，我們根據該小區建筑設計熱指標，并參考相近規模小區供熱的實際供回水溫度，確定設計供回水溫度為56．3、46．6℃。戶側采用質調節方式。
 ②熱泵
 熱泵機房安裝8臺制熱能力為l 680 kW的熱泵，其中6臺為低區供熱，2臺為高區供熱。建筑物最高為18層，建筑高度近51【1-2】系統分為高、低區。為降低熱泵造價，我們采用的熱泵承壓能力只有1．05 MPa，為降低熱泵承壓，我們采用低區循環泵向熱泵送水，高區循環泵從熱泵抽水。這樣，負責低區供熱的熱泵承壓為0．4～0．5 MPa，負責高區供熱的熱泵承壓為0．6～0．7MPa，滿足了熱泵的承壓能力和系統運行要求。
4、能耗及環保效果分析
    由實際運行可知，在2011——2012年供暖期，當室外溫度高于-3．8℃時，熱泵可單獨運行供熱。當室外溫度為-3．8～-9．0℃時，采用熱泵與熱電廠聯合運行供熱。當室外溫度低于一9℃時，熱泵停止運行，由熱電廠供熱。
    對于2011—2012供暖期，室外平均溫度為-2．55℃，累計供熱時間為3 240 h。室外溫度高于-3．8 0C的時間為73 d，-3．8～-9．0℃的時間為54 d，低于一9℃的時間為8 d。由監測數據計算得到，總供熱量為147．8 TJ，其中熱泵供熱量為ll8．3TJ，熱泵從中水中吸取的熱量為97 TJ，中水循環量為503．5×104t，熱電廠供熱量為29．5 TJ。
    熱泵從中水中吸取的熱量折合標準煤3 308 t，鍋爐熱效率按80％計算，可節約標準煤4 135 t。相當于減排二氧化碳l0 309 t，減排二氧化硫310 t，減排氮氧化物155 t，減排煙塵10．1 t。
5、建議
    當采用中水、污水、土壤源等低溫熱源熱泵用于供熱時，盡量采用地板輻射供熱系統。1。。當散熱裝置采用散熱器時，熱泵宜作為基本熱源，使得熱泵運行在高效區。
    隨著可再生能源利用范圍的擴大，更好地利用可再生能源供熱，實現節能供熱、經濟運行是我們追求的目標，也是需要我們繼續研究的課題。
參考文獻：
[1]董現峰，謝慧，范慧芳．水源熱泵結合地板輻射供暖的經濟性分析[J]．煤氣與熱力，2008，28(6)：A36一A38．
[2] 陳啟，馬一太，馬利蓉．輻射供暖、供冷系統冷熱源的研究[J]．煤氣與熱力，2005，25(9)：14—18．
作者簡介：韓建明(1968一 )，男，河北唐山人，工程師，大學，主要從事供熱運行、施工和管理工作。