利用污水能源节能的设计探讨
【摘要】根据污水处理厂的出水水质确定了污水源热泵系统的系统形式。冷热负荷与污水冷热供应能力比值的全年变化曲线分析，确定了污水在采暖季和空调季的设计供回水温度。按设计负荷和各环路的设计供回水温度，对主要设备进行了设计选型。
【关键词】城市规划论文,污水能源,节能设计
Utilization of Sewage energy saving design
Sun Wei
(Shaanxi dawn of Architectural Research Ltd Xi'an Shanxi 710000)
【Abstract】Determine the system in the form of sewage source heat pump system according to water quality and sewage treatment plants. Annual heating load curve with hot and cold water supply capacity ratio analysis to determine the water in the heating season and air conditioning supply and return water temperature quarter design. According to the design load and design of each loop supply and return water temperature， the main equipment for the design and selection.
【Key words】Sewage energy;Energy-saving design
1. 系统设计
1.1 系统形式的选择。
系统选用污水处理厂出水作为热源，检测相应的水质标准。须满足表1要求，表内有害物允许值摘自《地源热泵冷热源机房设计与施工》(06R115)，满足允许值标准的污水可以直接介入热泵机组。考虑到污水受季节和处理水量的影响，很可能在出现水质超标的情况，一般采用间接式连接，污水不直接进去热泵机组，而是经过板式换热器，将热量传递给热源侧循环水。系统形式见图1。
1.2 污水可利用温差。
1.2.1 污水的供、回水温度直接影响污水源热泵的供热能力。
1.2.2 夏季，如果热泵冷却水进水温度高于33℃，则热泵的运行工况与常规的冷却塔相当，无法体现系统的节能性;冬季，为防止温度过低导致机组结冰，蒸发器进水温度不应低于4℃。因此，与污水进行换热的热源侧循环水的水温限值为4～33℃。
1.2.3 污水的最不利温度根据冷、热负荷与污水冷、热供应能力的比值确定。冷、热负荷与污水冷、热供应能力比值最大点即为污水设计温度。为便于定量分析，需要对冷、热负荷与污水冷、热供应能力进行无量纲化。
1.2.4 负荷的无量纲化参照《城镇供热管网设计规范》(CJJ34-2010)全年耗热量计算公式，按下式计算：
1.2.8 依据《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》查当地的气象参数，根据污水处理厂提供夏季、冬季的污水的最低和最高温度。通过无量纲化分析，绘制污水全年出水温度与全年气温对比图，冬季供热负荷与污水供热能力对比图，夏季供冷负荷与污水供冷能力对比图。比较确定污水夏季供、回水温差和冬季供、回水温差。必须注意：夏季水温不能不能高于33℃，冬季不低于4℃。
1.3 供、回水温度确定。
采用冷水机组直接供冷时，空调冷水供水温度不宜低于5℃，冷水供、回水温差不应小于5℃。夏季空调用户侧冷水供、回水温度按7℃/12℃设计。
冬季热用户既有空调用户，也有地板采暖采暖用户。考虑到地板辐射采暖用户所占比例较大，冬季用户侧热水供、回水温度取55℃/45℃。
1.4 设备选型。
依据周围用户分布，确定冬、夏季负荷。通过负荷特点的分析、确定系统分区。最终确定机组的大小，以及数量。选型中，机组大小的合理搭配，保证机组在高效率下运行，节能效果明确。
2. 系统设计中需注意的几个问题
(1)空调负荷计算应进行全年动态冷、热负荷计算，分析冷、热负荷随时间的分布规律。
(2)污水计算温度必须根据污水处理厂统计资料选取。
(3)热泵机组空调水侧供热工况的设计出水温度不宜高于60℃，温度取10℃。
(4)污水进、出换热器的温差不超过7℃。
(5)由于初投资较高，污水源热泵系统经济型分析必须考虑资金成本、投资回收年限、运行费用等因素。通过经济性分析，对经济效益明显的污水源热泵系统进行建设决策。
参考文献
[1] GJBT-967. 地源热泵冷热源机房设计与施工(06R115)[S]. 中国建筑标准设计研究院. 北京：中国计划出版社，2006.
[2] GB50366-2009. 地源热泵系统工程技术规范[S]. 中华人民共和国建设部. 北京：中国建筑工业出版社，2009.
[3] CJJ34-2010. 城镇供热管网设计规范[S]. 中华人民共和国建设部. 北京：中国建筑工业出版社，2010.