中水源熱泵作為基本熱源的工程應(yīng)用

摘 要

摘 要： 結(jié)合工程實例，對某小區(qū)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(tǒng)流程進(jìn)行探討。對供熱系統(tǒng)的設(shè)計要點、能耗及環(huán)保效果進(jìn)行了分析。 關(guān)鍵詞： 中
    摘 要： 結(jié)合工程實例，對某小區(qū)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(tǒng)流程進(jìn)行探討。對供熱系統(tǒng)的設(shè)計要點、能耗及環(huán)保效果進(jìn)行了分析。
    關(guān)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(xiàn)標(biāo)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(qū)位于西郊污水處理二廠南側(cè)，僅一路之隔?；菝駡@小區(qū)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l(wèi)9幢，樓內(nèi)供暖系統(tǒng)分為高、低區(qū)，ll層及以下為低區(qū)，高區(qū)建筑面積為10．4×104m2內(nèi)采用散熱器供暖。西郊污水處理二廠日產(chǎn)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(tǒng)。
2、系統(tǒng)流程
    污水處理廠內(nèi)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(huán)泵，流量滿足熱泵需求，中水循環(huán)泵采用變頻調(diào)速(由供回水壓差控制)。將中水作為熱泵的低溫?zé)嵩?，在小區(qū)內(nèi)建造熱泵機(jī)房1座。將熱泵作為基本熱源，承擔(dān)設(shè)計負(fù)荷的75％左右。熱電廠作為峰荷熱源，并在嚴(yán)寒期單獨運行。小區(qū)內(nèi)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(nèi)分別設(shè)置l套高區(qū)系統(tǒng)和l套低區(qū)系統(tǒng)，4號熱力站只設(shè)置l套低區(qū)系統(tǒng)。高區(qū)、低區(qū)供熱系統(tǒng)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(guān)閉，其他閥門開啟，用戶回水直接進(jìn)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(lián)合供熱。此時，閥門9、10關(guān)閉，其他閥門開啟。用戶回水先經(jīng)熱泵加熱，然后進(jìn)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(guān)閉，其他閥門開啟。用戶回水經(jīng)熱力站換熱器與熱電廠供水換熱后供給用戶。
3、設(shè)計要點
 ①設(shè)計供回水溫度
 居住建筑設(shè)計熱指標(biāo)為35 W／m2，公共建筑設(shè)計熱指標(biāo)為43 W／m2目前二級管網(wǎng)的設(shè)計供、回水溫度一般為80、60℃和75、55℃，我們根據(jù)該小區(qū)建筑設(shè)計熱指標(biāo)，并參考相近規(guī)模小區(qū)供熱的實際供回水溫度，確定設(shè)計供回水溫度為56．3、46．6℃。戶側(cè)采用質(zhì)調(diào)節(jié)方式。
 ②熱泵
 熱泵機(jī)房安裝8臺制熱能力為l 680 kW的熱泵，其中6臺為低區(qū)供熱，2臺為高區(qū)供熱。建筑物最高為18層，建筑高度近51【1-2】系統(tǒng)分為高、低區(qū)。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(qū)循環(huán)泵向熱泵送水，高區(qū)循環(huán)泵從熱泵抽水。這樣，負(fù)責(zé)低區(qū)供熱的熱泵承壓為0．4～0．5 MPa，負(fù)責(zé)高區(qū)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(tǒng)運行要求。
4、能耗及環(huán)保效果分析
    由實際運行可知，在2011——2012年供暖期，當(dāng)室外溫度高于-3．8℃時，熱泵可單獨運行供熱。當(dāng)室外溫度為-3．8～-9．0℃時，采用熱泵與熱電廠聯(lián)合運行供熱。當(dāng)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(jiān)測數(shù)據(jù)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(huán)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(biāo)準(zhǔn)煤3 308 t，鍋爐熱效率按80％計算，可節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤4 135 t。相當(dāng)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(dāng)采用中水、污水、土壤源等低溫?zé)嵩礋岜糜糜诠釙r，盡量采用地板輻射供熱系統(tǒng)。1。。當(dāng)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(qū)。
    隨著可再生能源利用范圍的擴(kuò)大，更好地利用可再生能源供熱，實現(xiàn)節(jié)能供熱、經(jīng)濟(jì)運行是我們追求的目標(biāo)，也是需要我們繼續(xù)研究的課題。
參考文獻(xiàn)：
[1]董現(xiàn)峰，謝慧，范慧芳．水源熱泵結(jié)合地板輻射供暖的經(jīng)濟(jì)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(tǒng)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(xué)，主要從事供熱運行、施工和管理工作。