概述
污水源熱泵模塊機(jī)組采用水氟授熱方式，以城市污水或江河湖水為冷熱源介質(zhì)的中央空調(diào)機(jī)組，通過(guò)從污水中攫取大量冷、熱能量去滿足建筑物供冷、供熱的需求。該系統(tǒng)采用多臺(tái)渦旋圧縮機(jī)組合而成，但每臺(tái)壓縮機(jī)組可成為一個(gè)系統(tǒng)回路，每個(gè)系統(tǒng)都采用電子膨脹閥節(jié)流，控溫準(zhǔn)確；蒸發(fā)器與冷凝器均采用殼管式換熱器，換熱效率高，效果好。該機(jī)組采用模塊設(shè)計(jì)，現(xiàn)場(chǎng)可以多機(jī)組并聯(lián)安裝使用，控制采用集中控制，操作簡(jiǎn)單快捷。
項(xiàng)目來(lái)源
2009年7月8日，接到蘇州蘇暖中央空調(diào)系統(tǒng)服務(wù)公司委托定制蘇州市建設(shè)局污水源熱泵模塊空調(diào)主機(jī)的任務(wù)。由于該項(xiàng)目是蘇州市政府的三大建筑節(jié)能改造示范項(xiàng)目之一，除了要求正?？照{(diào)主機(jī)所需的技術(shù)指標(biāo)以外，還必須比正常的節(jié)能指標(biāo)提高1～2個(gè)COP值，以滿足該建筑總體節(jié)能率65﹪以上的指標(biāo)。
產(chǎn)品用途
城市污水是一種相對(duì)穩(wěn)定的恒溫源，主要是二級(jí)水以及中水，這也是一種相對(duì)穩(wěn)定的能源來(lái)源，通常夏季溫度穩(wěn)定在22 ℃左右，冬季溫度在12～15 ℃上下，低于海水、地表水和地下水的溫度。以蘇州干將路的某釋放井的污水流量約400～600 t∕h，但該項(xiàng)目只需100 t∕h的流量污水引入室內(nèi)一體機(jī)，便可夏季做空調(diào)的冷卻、冬季做采暖的熱源。鑒于此，美國(guó)斯圖華納上海分公司研制了一種模塊化數(shù)碼變?nèi)萘吭鷳B(tài)污水源模塊冷熱水空調(diào)機(jī)組，使污水先通過(guò)防阻機(jī)去除浮游物質(zhì)，再使處理后的清水流入專用換熱設(shè)備，冬季由熱泵提取城市污水中的熱量，為建筑物提供熱量；夏季將建筑物的熱量排至污水，為建筑物提供制冷。與此同時(shí)，夏季還能為建筑物制冷時(shí)回收冷凝熱量，提供免費(fèi)生活熱水，從而變廢為寶。
設(shè)備性能及參數(shù)
?。?）采用多臺(tái)獨(dú)立系統(tǒng)的全封閉壓縮機(jī)為模塊化設(shè)置，可減輕啟動(dòng)負(fù)荷，極端滿負(fù)荷僅占了整個(gè)運(yùn)營(yíng)期的10﹪～15﹪左右，因而只占正常運(yùn)營(yíng)所耗電能的85﹪～90﹪.在該項(xiàng)目中采用丹佛斯國(guó)際品牌6臺(tái)壓縮機(jī)總能耗97KW，而實(shí)際運(yùn)營(yíng)為82.45KW至87.3KW左右。
（2）蘇州地區(qū)原生污水冬季水溫比北方低2—3度，不宜采用常規(guī)的換熱器，我研制了專用于污水源的水氟滿溢式換熱器，既提高了換熱效果，又清洗方便，為直接利用原生污水在熱泵空調(diào)中的進(jìn)一步推廣，提供了技術(shù)上和實(shí)踐上的可靠保障。
?。?）污水換熱器的氟側(cè)為六個(gè)獨(dú)立的滿溢式蒸發(fā)系統(tǒng)，共用一個(gè)污水系統(tǒng)，而每個(gè)滿溢式蒸發(fā)系統(tǒng)都有獨(dú)立的回油裝置，保證蒸發(fā)時(shí)壓縮機(jī)系統(tǒng)的油能順利返回壓縮機(jī)，從而保護(hù)了壓縮機(jī)進(jìn)行可靠的運(yùn)行。
?。?）采用先進(jìn)的人性化的微電腦模擬遠(yuǎn)程控制，使整個(gè)運(yùn)營(yíng)能耗曲線（包括污水狀況）都能一目了然，因而操作、維護(hù)、管理等既簡(jiǎn)單又方便。
?。?）系統(tǒng)綜合的COP值必須達(dá)到4以上。
污水源利用設(shè)計(jì)
根據(jù)夏、冬季節(jié)冷熱負(fù)荷設(shè)計(jì)工況分別計(jì)算污水最大設(shè)計(jì)用量：
冬季供暖工況：模塊機(jī)組從污水中提取熱量，污水源作為熱泵的低溫?zé)崃?，?2 ℃利用到7 ℃，可用溫差按5 ℃計(jì)，則空調(diào)模塊機(jī)組出水48 ℃ ，進(jìn)水43 ℃，室內(nèi)風(fēng)機(jī)盤管出風(fēng)溫度42 ℃左右，房間溫度24～25 ℃。在此設(shè)計(jì)工況下熱泵的能效比COP取4, 計(jì)算再生水需求量為290 m3∕h。
夏季供冷工況：污水源側(cè)進(jìn)水溫度18～22 ℃，污水源出水溫度23～27 ℃，熱泵向污水中排放熱量，污水利用溫差按5 ℃計(jì)，空調(diào)模塊機(jī)出水7 ℃、回水12 ℃，室內(nèi)風(fēng)機(jī)盤管出風(fēng)溫度17～18 ℃，室內(nèi)溫度控制在24～26 ℃，在此設(shè)計(jì)工況下熱泵的能效比COP取5，計(jì)算再生水需求量為305 m3／h。
實(shí)際運(yùn)行情況
冬季，蘇州住建局大樓污水熱泵系統(tǒng)于2009年12月中旬進(jìn)行初次調(diào)試，12月底試運(yùn)行，并于2010年1月16日正式投于運(yùn)行“開(kāi)啟”空調(diào)。當(dāng)時(shí)的室外溫度為–4℃～–6 ℃，污水溫度保持在9 ℃以上。經(jīng)開(kāi)機(jī)運(yùn)行后，室內(nèi)溫度逐漸回升并保持在25 ℃上下，達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。
夏季，2010年夏季污水源側(cè)進(jìn)水18～22 ℃， 污水源出水溫度23～27 ℃，室內(nèi)轉(zhuǎn)移的熱量令污水水溫度提升了5 ℃左右，空調(diào)模塊機(jī)組出水7 ℃，回水12 ℃，室內(nèi)風(fēng)機(jī)盤管的出風(fēng)溫度17～18 ℃，室內(nèi)溫度控制在24～26 ℃左右很好的滿足了舒適性、節(jié)能性的需求。
項(xiàng)目成果與意義
?。?）蘇州市在2010年1月16日召開(kāi)全市建筑節(jié)能工作會(huì)議之際，由副市長(zhǎng)帶與會(huì)者見(jiàn)識(shí)了“污水‘開(kāi)啟’空調(diào)，屋頂建起電站”的3個(gè)樣板式的節(jié)能新技術(shù)，鑒于污水源熱泵中央空調(diào)不斷吹出徐徐暖風(fēng)，并幫助住建局辦公樓節(jié)省了40%的空調(diào)能耗，且對(duì)環(huán)境傷害最小的特點(diǎn)而得到了市政府及與會(huì)者的認(rèn)可。
?。?）污水源熱泵技術(shù)具有明顯的節(jié)能效果。該項(xiàng)目成功運(yùn)行已預(yù)計(jì)每年可節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤20 t，減少CO2排放量約8.8 t，減少向大氣環(huán)境排放廢熱約5.0×102 kcal/h。
?。?）城市污水源熱能利用屬可再生能源利用技術(shù)，具有水量穩(wěn)定，引用便捷，且不受季節(jié)的影響，取之不盡，用之不竭，變廢為寶，具有明顯的經(jīng)濟(jì)性，省卻了冷卻塔 、燃煤、燃?xì)?、燃油等附加設(shè)備，從而 降低了設(shè)備投資的費(fèi)用。
（4）采用城市污水熱能利用系統(tǒng)，可以一機(jī)多用：供熱、供冷、供熱水，不用一切燃料、燃?xì)?，因而無(wú)煙塵廢氣排放等問(wèn)題，況且對(duì)城市污水還能進(jìn)行回收和凈化，這對(duì)減輕大氣污染和保護(hù)環(huán)境具有明顯的效果，是名符其實(shí)的環(huán)保型空調(diào)系統(tǒng) 。
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