参考示例——污水源热泵供热空调的技术经济分析

1、第23卷,总第129期2005年1月,第1期5节能技术6ENERGYCONSERVATIONTECHNOLOGYVol.23,Sum.No.129 Jan.2005,No.1污水源热泵供热空调的技术经济分析崔福义,李晓明,周 红(哈尔滨工业大学,黑龙江 哈尔滨 150001)摘 要:污水源热泵是一种以污水(包括处理的和未处理的污水)作为其冷热源的空调系统。作为一种新兴事物,技术的可靠性和经济的竞争力是其推广的关键。本文对污水源热泵的原理和形式作了详尽的介绍,并将污水源热泵和传统热泵空调进行了技术上的比较。同时使用了能源工程项目中最常用的两种方法,将污水源热泵同燃煤+空调、燃油+空调、燃气+空调

2、及电锅炉+空调这几种传统的供暖空调形式分别进行了供暖经济性比较、制冷经济性比较和综合经济性比较分析。关键词:污水源热泵;技术;供热;空调;经济性中图分类号:TU83 文献标识码:A 文章编号:1002-6339(2005)01-0014-04EconomicandTechnicalAnalysisofSewageSourceHeatPumpCUIFu-yi,LIXiao-ming,ZHOUHong(HarbinInstituteofTechnology,Harbin150001,China)Abstract:Sewagesourceheatpumputilizessewage(includin

3、gtreatedanduntreated)assourceforheatingandcooling.Asjumped-upthings,technicalreliabilityandeconomicrivalrousnessoftheSSHParethekeysthatpromotedevelopment.ThispaperintroducesSSHPwithconditionalHVACsuppliedbycoal,oil,naturalgasandelectricityusingwell-knowtwomethodsintheenergysourceproject,finallytheco

4、mprehensiveeconomicanalysiswasmade.Keywords:sewagesourceheatpump;technology;heating;aircondition;economicanalysis1 引言京都协议要求各个国家在1990年的基础上以不同的百分数减少温室气体的排放,因此利用可再生能源是环保的需要。地热、太阳能和污水热能等新的可再生能源的利用比以往任何时候更加受到重视,国内也在从事这方面的研究开发。组是制冷机的逆循环,如图1所示。2 污水源热泵的技术简介2.1 污水源热泵原理污水源热泵是污水热能利用的一种形式,是将低位热能用热泵提升为高位热能加以利用。热

5、泵机收稿日期 2004-12-02 修订稿日期 2004-12-12作者简介:崔福义(1958),教授,博士生导师。图1 热泵原理图供热、制冷侧的水可以取自江海湖河和地下,也可以取自污水。取自污水的热泵称为污水源热泵。在夏季,利用污水作为热泵的冷源;而冬季,污水则作为热泵的热源。2.2 污水源热泵的分类根据污水和热泵中的热交部分是否直接进行热交换,污水源热泵可分为间接利用系统和直接利用系统。污水热能直接利用系统是污水直接与热泵的热交换部分进行热交换。其系统组成见图2,该系统多以处理水作为热源。污水热能间接利用系统就是污水只和热泵前的热交换器及清水进行热交换,而清水再和热泵进行热交换。其系统组成

6、见图3,该系统多以未处理水作为热源。749m。由此可见,与空气源热泵空调系统相比,污水源热泵空调系统有很好的节能效果。3.3 系统的环保性污水源热泵空调系统与空气源热泵相比排入环境的CO2、NOx量少,据有关资料介绍,以污水为热源的系统,与空气源热泵系统相比,CO2的排放量,集中空调系统可减少40%51%,分散空调系统可减少13%;NOx的排放量集中空调系统可减少36%49%,分散空调系统可减少13%。34 污水源热泵与传统空调技术的经济比较4.1 计算给定参数4.1.1 气象参数室内采暖设计温度为20e,室内供冷设计温度为27e,采暖、供冷室外计算温度参照哈尔滨地区2000年实际日平均温度值

7、,年采暖天数为180d,年供冷天数60d,日供暖18h计算,然后进行比较分析;日供冷小时数以实际需要供冷小时数计算。4.1.2 计算对象选取住宅楼为计算对象,供暖最大热负荷取2270W/m,空调最大冷负荷取60W/m。4.1.3 污水源热泵系统污水源热泵一机两用,既供暖又制冷。本文计算中将污水源热泵的投资一半计入空调系统,一般计入供暖系统。污水源热泵采用直接利用系统,其制热系数为4.3,制冷系数为4.6。4.1.4 能耗指标电价0.4元/(kW#h),各种燃料的热值及价格见表1表1 燃料的热值和价格燃料煤/kg柴油/kg天然气/m3图2污水热能直接利用空调系统图3 污水热能间接利用空调系统3

8、污水源热泵与传统热泵空调技术的比较3.1 系统的稳定性和热泵的制热系数污水温度即使冬季气温在0e以下时,仍可保持15e左右,夏季气温在35e以上时,仍可保持25e左右,一年四季比较稳定。不像空气源热泵受环境温度影响较大,在夏季,当室外温度达到40e时,由于换热效率的降低,冷量将下降20%40%;在冬季,当室外温度下降到-10e时,供热量将下降到15%30%,而且要反复地冲霜来保证机组的正常运行。同时,由于水的比热容比空气高,其热交换效率也高。因此污水源热泵的制热系数要高于空气源热泵的制热系数。3.2 系统的节能性据外国资料介绍,对集中空调系统,以处理水为热源时,可节电40%44%;以未处理水为

9、热源时,可节电30%32%;对于分散空调系统,上述两种情况都可节能13%左右。同时,一般以空气为热源的集中空调系统,需设冷却塔来补充在冷却过程中因蒸发和飞散而损失的水量。据有关资料介绍,以污水为热源的空调系统,对8000m的空调面积,年节水约2995m3;对2000m2的空调面积,年节水约热值(kJ/x)280734186836533效率0.60.850.85价格(元/kg)0.23.01.64.1.5 收费标准供暖收费标准以哈尔滨地区目前供暖收费标准每年每平方米31元为标准,目前国内供冷没有收费标准,本文以单体空调年运行成本每年每平方米23.6元(包括电费、单体空调折旧费、维修费,单体空调的