工艺废热作为热源的厂区生活热水系统的设计及应用.doc

工艺废热作为热源的厂区生活热水系统的设计及应用供应与生活热水耗能的缺口日益增大，建筑建造及使用期间的节能提出了越来越多的需求。国家性的规范、文件对此也提出了颇多要求，如民用建筑节能条例第二章第二十条：“对具备可再生能源利用条件的建筑，建设单位应当选择合适的可再生能源，用于采暖、制冷、照明和热水供应等；设计单位应当按照有关可再生能源利用的标准进行设计。建设可再生能源利用设施，应当与建筑主体工程同步设计、同步施工、同步验收”。本文结合某厂区的设计，详细介绍了工业废热利用在厂区宿舍热水系统中切实可行的节能构造措施, 并对供热系统的应用提出了建议。关键词：厂房 宿舍 废热 生活热水 集中供热一、工程概况：某工程用地面积28354m2，本项目总建筑面积148737.82m2，其中地下建筑面积4518.2m2，地上建筑面积144219.62m2， 建筑密度59.07%，容积率5.09；建筑层数和高度：门卫为1F，公共租赁楼（宿舍）为20F，车间（办公楼）为18F，厂房为7F，地下室为1F；水源：整个园区的给水管网由地块南侧规划道路引入DN100的给水管，市政单路供水；市政给水压力0.35MPa；区管线综合图详见图1.1。二、热源分析：如图1.1，厂区东南侧厂房一层设有空压机房（厂房自身工艺需求）。其压缩机压缩空气产生大量的热能，通过冷却器散发到大气中。如果回收利用，可帮助企业节约能源消耗，又能够间接减少CO2 的排放，有着良好的经济、环境和社会效益。若通过回收空压机热能，用于加热厂区集中供热生活热水使用，以及厂房采暖等，达到节省能源，节约成本的效果。 三、节能概述宿舍楼最高日热水量为68.04m3/d，最高日耗热量为15682265.8kj/d；最高日最高时热水量为8.505m3/h，最高日最高时耗热量为11960283kj/h。图1.1 园区管线综合图示意目前厂房机房内有1 台GA160、1 台GA110、2 台GAe30 喷油螺杆空压机改造1 台110KW 的空压机，按照每天运行24 小时,年运行300 天估算，一年可以节省：55 万多元（电加热费用）。空压机工作原理和能量分布详见下图：图3.1 空压机工作原理和能量分布图根据图3.1可以看出，对于GA 型喷油螺杆压缩机，大约70%的能源消耗在热油回路，热能回收装置正是为了在对压缩机性能不产生任何负面影响的前提下，以热水或温水的形式回收以上绝大部分的热能，回收率可达实际输入轴功率的65%75%。 四、系统及分区简介厂房空压机房废热经热交换供热至地下车库设置的储热水箱，储热水箱经循环泵组为每个分区单独设置的容积式换热器进行换热，容积式换热器为每个分区的生活供水接入水加热，进而提供生活热水。户内热水循环方式：在空压机房内设置换热机组及循环泵，在水箱至各分区换热器回水管上设置热媒循环泵组；各分区换热器至用水点的循环回水管分别设置热水循环泵；循环泵循环方式有定温循环、定时循环两种，业主可根据需要自行选择。本工程宿舍为20层，其分区见表4.1：表4.1楼座办公楼宿舍楼厂房直供给水区14F14F13F加压给水区518F520F47F泵房设备系统原理图详见图4.1：生活热水与生活给水分区相同，对应分区与生活给水同源，中、高区分别由生活给水中、高区变频给水设备供水，经过对应分区的水加热器进行换热，进而提供宿舍各区生活热水。同源的目的有二：其一，为了使生活冷、热水水压保持一致；其二，生活热水无需单设加压系统，使系统简化并节省建造、运行成本。空压机组换热后热媒（水）进入储热水箱进行储热，储热水箱进而对各个分区水加热器内的生活用水进行换热。每个分区设置一套热水循环泵组，整套系统共用一套热媒循环泵组。五、总结 对于工业建筑废热的利用，还有很长的路要走，目前我们仅仅对空压机的废热利用变为生活热水热源，但若对工艺更加深入了解后，可以有更多可再生图4.1 泵房生活热水系统原理