直接式污水源熱泵系統(tǒng)工程實(shí)例介紹
張承虎、孫德興、劉京
（哈爾濱工業(yè)大學(xué) 哈爾濱 150090）
張承虎、孫德興、劉京
（哈爾濱工業(yè)大學(xué) 哈爾濱 150090）
摘要：本文介紹了某直接式污水源熱泵工程實(shí)例的工程條件、設(shè)計(jì)要點(diǎn)、運(yùn)行效果，并對(duì)直接式污水源熱泵系統(tǒng)技術(shù)進(jìn)行了總結(jié)。
關(guān)鍵詞：污水、熱泵、直接、工程
根據(jù)污水是否直接進(jìn)入熱泵主機(jī)，經(jīng)常將污水源熱泵系統(tǒng)分為間接式系統(tǒng)和直接式系統(tǒng)。到目前為止，間接式污水源熱泵系統(tǒng)日趨成熟，應(yīng)用很多。但是理論分析和工程實(shí)踐都已證明，直接式污水源熱泵系統(tǒng)比間接式系統(tǒng)更具技術(shù)和經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)，是未來污水源熱泵的主導(dǎo)方向。直接式污水源熱泵技術(shù)上處于起步探索階段，本文將筆者參與的一個(gè)直接式原生污水源熱泵系統(tǒng)工程進(jìn)行總結(jié)，將之與同行交流。
1、工程條件
本文介紹的直接式污水源熱泵工程位于黑龍江省，該地區(qū)的氣象參數(shù)如表1所示。
表1 主要?dú)庀髼l件表
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該工程是一新建賓館式住宅建筑，總建筑面積30000m2，多層建筑共5層，建筑外觀如圖1所示。熱負(fù)荷指標(biāo)60W/m2，采暖熱負(fù)荷1800kW，污水換熱量1350kW。系統(tǒng)末端采取風(fēng)機(jī)盤管，冬夏兩用，末端設(shè)備如圖2所示。
污水源情況：污水渠為圓型干渠，直徑1.2m，充滿度50%，污水流速1.2m/s，污水源流量2000m3/h。污水渠埋深7m，污水冬季最低溫度7.5℃。污水源距離建筑熱泵機(jī)房800m，中間還隔有一條交通干道，須采取頂管施工引退水。
2、引退水方案
經(jīng)計(jì)算（具體計(jì)算方法參考本專題連載二和七），該工程設(shè)計(jì)污水溫降3℃，需要污水量400m3/h。該工程在方案論證階段共提出三種方案：套管輸送換熱方案（具體參考本專題連載八）、防阻機(jī)+殼管換熱器方案（具體參考本專題連載三），這兩種方案都采取間接式系統(tǒng)形式，以及防阻機(jī)+直接式熱泵主機(jī)方案。
間接式系統(tǒng)的兩個(gè)方案采取的引退水方案要點(diǎn)如下：
（1）在污水渠隔道的對(duì)面修建一個(gè)緩沖池，尺寸為：9m深，長4m，寬3m，緩沖池上修建水泵維修間；
（2）采取頂管施工方式，將緩沖池和污水渠連接；引水管直徑500mm（充滿度0.5），圓形鋼筋混凝土管；坡度8‰，長60m，兩端落差0.5m。
（3）在污水緩沖池內(nèi)采取滑桿卡式潛水泵取水并輸送，水泵揚(yáng)程25mH2O；
（4）采取壓力退水方式將換完熱之后的污水返回污水干渠下游。
（4）采取壓力退水方式將換完熱之后的污水返回污水干渠下游。
套管輸送換熱的引退水方案如圖3所示，設(shè)計(jì)參數(shù)如下：
（1）輸送污水流速：1.5 m/s，中介水流速：0.8 m/s
（2）平均傳熱溫差：2.731 ℃，接近換熱極限程度：75.0 %
（3）污水換熱段阻力：13.007 mH2O，中介換熱段阻力：5.309 mH2O
（4）輸送污水管徑：0.302 m，套管外管徑：0.512 m
（5）總傳熱系數(shù)：564.531 W/(m2℃)，總換熱面積：963.301 m2
（6）換熱管總長：1015.919 m
（7）工程造價(jià)預(yù)算88.4萬元，土方量14175m3。
（1）輸送污水流速：1.5 m/s，中介水流速：0.8 m/s
（2）平均傳熱溫差：2.731 ℃，接近換熱極限程度：75.0 %
（3）污水換熱段阻力：13.007 mH2O，中介換熱段阻力：5.309 mH2O
（4）輸送污水管徑：0.302 m，套管外管徑：0.512 m
（5）總傳熱系數(shù)：564.531 W/(m2℃)，總換熱面積：963.301 m2
（6）換熱管總長：1015.919 m
（7）工程造價(jià)預(yù)算88.4萬元，土方量14175m3。
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