济南市某小区污水源热泵供热系统的实例分析与评价

作     者：曹正霞 

作者单位：哈尔滨工业大学 

学位级别：硕士

导师姓名：邹平华

授予年度：2016年

学科分类：08[工学] 081404[工学-供热、供燃气、通风及空调工程] 0814[工学-土木工程] 

主      题：污水源热泵系统 集中供热系统 热力学性质 技术经济评价 

摘      要：随着国内经济的平稳转型,居民生活水平逐渐提高,其中包括对空气质量的要求。近年来空气质量变差,雾霾天气频发,居民供热的燃煤量直接影响着空气质量,因此,亟需开发新能源替代燃煤供热。目前新能源供热的形式主要包括污水源热泵系统、地源热泵系统、空气源热泵系统以及太阳能蓄热系统等等,其中污水源热泵系统以其较低的初投资和较高的能效比在多元化的供热市场中占据着独特的优势,所以在特定环境下对污水源热泵的应用也就显得尤为重要。本文首先对污水源热泵系统的现状调研数据进行分析,然后根据调研的信息以及项目所在地的水源和气象条件设计污水源热泵系统的供热、配电以及控制等系统;其次分析污水源热泵系统运行效率的影响因素,并根据系统的热负荷情况对系统运行提出三种节能运行策略;最后根据上一供暖季已运行的数据将污水源热泵系统与集中供热系统和地源热泵系统进行比较,计算系统可替代标煤量等信息,进而对系统的供暖效果、节能、环境及经济效益进行评价。在污水源热泵系统设计过程中应严格把控中水的水质,对系统所在地区的气象及水源应做充分的调研。影响污水源热泵系统运行效率的因素主要包括污水水量、水温、水质和供水稳定性以及热泵系统的出水温度,而本文所研究系统可调节热泵出水温度,所以根据出水温度及热负荷规律提出三种运行控制策略。分析系统供回水温度、流量及能效比等数据,发现系统循环水泵等设备选型可进一步进行优化,继续挖掘系统节能潜力。根据本文的评价结果,该项目与传统的集中供热系统相比节标煤量能达到8.3kg/m2,节能率高达21.5%,对于污染物CO2、SO2以及粉尘的减排量分别为5.64kg/a.m2、0.047kg/a.m2、0.024kg/a.m2。相比于地源热泵系统,污水源热泵初投资每平米可节省72元,与集中供热系统相比运行成本每平米节省5.06元,系统的节能、环境及经济效益都较为显著。本文通过对污水源热泵系统的设计、理论分析、供暖数据分析以及系统评价,对示范项目进行了从设计到使用再到分析的整体研究,并通过研究结果发掘系统优化的空间,为在运行及即将投入使用的污水源热泵系统提供设计参考依据以及运行管理经验。