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污水源热泵可有大作为

作者:科灵热泵 来源:http://www. 时间:2019-05-31 08:46:33 次数:

水源热泵技术不是一项新技术,它的发展历史已有100多年,技术非常成熟,应用非常广泛,生态效益、经济效益都非常显著,已经被大量的实践所验证,得到社会各界的广泛认可。污水源热泵是水源热泵的一个分支,能量的来源不是清洁的地下水和地表水,是已经处理过的中水。

水源热泵技术不是一项新技术,它的发展历史已有100多年,技术非常成熟,应用非常广泛,生态效益、经济效益都非常显著,已经被大量的实践所验证,得到社会各界的广泛认可。污水源热泵是水源热泵的一个分支,能量的来源不是清洁的地下水和地表水,是已经处理过的中水。

由于污水处理工艺的要求,达标排放的中水温度基本稳定,与自然环境存在一定的温差,冬天远高于环境温度,夏天远低于环境温度,通过热泵技术把温差进一步“放大”,达到夏天制冷、冬天制热的目的。比如北方达标排放的城市污水,冬天在的温度大约13℃—19℃可以吸取污水中的热量,作为热泵的热源来制热,夏天的温度大约15℃—17℃可以往污水中放热,作为热泵的冷源来制冷。这些所谓的污水,水量巨大,蕴含的能量巨大,如果被充分利用,经济效益和环境效益相当可观。

“污水”并不“污”

一般听到“污水源热泵”的“污水”两个字,反映是黑浪翻滚、恶臭扑鼻,担心污水源热泵系统污染环境。实际上污水源热泵系统利用的是经过严格处理、完全达标排放的生活废水、工业废水,经污水处理厂处理后的中水也叫“再生水”,完全可以用于农田灌溉、园林绿化、工业、消防、冲厕等等,不会存在污染问题。污水源热泵系统采用密闭循环换热,不会增加污染,只是温度发生了变化,利用后的污水会“从哪儿来、到哪儿去”,经过换热后一般会再次回排到原取水地,不会造成二次污染。

污水源热泵

向“污水”要清洁能源

城市污水是由工业废水和生活污水组成,水量巨大,蕴含非常丰富的低品位热能。据空调制冷专家的调研,我国目前城市每年排放的将近900亿吨污水,蕴含了城市中40%的低品位废热能,是非常宝贵的可再生热能资源。我国北方城镇70%采用集中供热方式取暖,如果使用污水源热泵系统,可以为城市25%的建筑提供高品位热能,每年节省约0.75亿吨标准煤。

据估算,使用污水源热泵空调系统方式运行,其能量输入与输出之比可达到1:6,即输入1KW电能可获得6KW的热量,节能率可达80%。这种方式的采暖费分别为燃煤供热方式的40%、燃气供热方式的50%、燃油供热方式的60%。采暖时,每使用一吨污水可获取13~25kW热能,相当于1.5kg~3kg标准煤供热的有效热值。

目前,该技术较为成熟,国内外工程实例很多,20世纪80年代初在瑞典、挪威等北欧国家就已经开始对污水源热泵技术的应用,而现在我国污水源热泵也得到快速发展。青岛市是污水能源利用比较广泛的城市,新开工建设污水源热泵、地下水源热泵等清洁能源供热项目20多个,项目建成后,每个供热季能节约标煤近20万吨,减排二氧化碳40多万吨。

沈阳阳光100国际新城水源热泵项目采用水源及原生污水源热泵系统来提供供暖,冬季平均供热温度可达22℃。不仅成功解决了阳光100超大型住宅小区的供热问题,并且有效实现每年减少CO2排放量18478吨,减少SO2排放量59.8吨,减少氮氧化物排放量52吨。

2017年科灵节能参与建设的淄博石桥镇旧村改造项目污水源热泵中央空调系统成功运行,该项目依托污水处理厂稳定的污水作为热源,通过热泵技术提取污水热能,用于小区冬天取暖。项目建成后将解决了石桥镇村近120万平米的取暖问题,每天节约标准约为300吨,减少CO2排放量约为80吨、SO2排放量约为250kg、NO2排放量约为220kg。

当前地方政府面临巨大的环保考核压力,万元GDP污染物排放、万元GDP能源等指标成为地方经济发展中绕过不去的一道坎。污水源热泵空调系统,不消耗煤炭,不排放任何污染物,环境效益明显,在地方经济发展进程中必将成为清洁能源利用的首要选择。

经济效益提供了强大支撑

一个项目生态效益、环境效益、社会效益再好,如果没有经济效益的支撑是不会长久的,不靠市场化运作是不会有生命力的。

我们以北方某项目测算的数据为例,用电平均电费0.55元/度,每平方米供热面积用电功率0.01kW,满负荷率70%,年供热运行电费为11.09元/m2 ;管理人员、维护保养、折旧费用和更换部件费用,折合每年每平方米2.27元/m2;供热运营成本大约13.36元/㎡。如果按物价部门核定的收费标准,年供热运营利润相当客观,投资回收期一般高于4年。与热电联产、以及各种清洁供热方式的对比,污水源热泵的经济效益十分显著。

作为一项市政工程,污水源热泵空调系统有一定利润空间,有合理的投资,投资、合作形式的选择空间很大,合同能源管理、PPP、由政府出资、由企业投资、多方合作,等等,只要有共同意愿,明确各自权利和义务,就一定会找到正确的运作模式。

应用广泛待推广

山东省正在建设一处占地面积3300平的电子产业开发区,拟采用污水源热泵空调系统。由于电子产品生产对环境温度要求较高,除了员工居住区、企业办公区,包括所有的生产车间都需要空调系统。地处城市配套的供热半径之外,新上热电项目受到指标的制约,采暖成为开发区面临的一大难题。经认真调研,决定利用距离不远的污水处理厂达标排放的污水作为热源,建设污水源热泵空调能量站,顺利通过了专家论证。经测算,供热区域的建筑总面积200万平方米,每年供热量80多万GJ,折合标准煤近3万吨,年节约标准煤2万多吨,减排二氧化碳5.4万吨,解决社会就业50多人,为开发区的后续发展提供了保障。

山东东营虾苗养殖场利用油田排放废水的余热,经过污水源热泵供热,全年水温恒定,降低供热成本70%以上,取得了良好的经济效益;

山东省潍坊市在环保治理中禁止使用燃煤锅炉后,很多果品和蔬菜烘干企业纷纷采用蒸汽、天然气、空气源热泵烘干机组,也有多家企业利用污水源热泵、水源热泵烘干机组,经过与蒸汽、天然气、空气源热泵等烘干形式的对比,污水源热泵系统在成本控制方面优势非常明显。

城市污水处理厂一天的处理量达几十万方、上百万方,可以作为城市、企业集中供热的污水源热泵能源站。洗浴中心的废水排放量虽小,但热量很高,完全可以汲取热量再次利用,可以大大降低能源消耗、降低使用成本。目前污水源洗浴热泵发展较快,成为热泵利用的一个新领域。

污水的水量有大有小,温度有高有低,有针对性地进行利用是关键。

污水源热泵机组

解决好防堵、防腐两个难题

前几年污水源热泵空调系统有多起失败的案例,主要是没有解决好防堵、防腐问题,这应引起有关方面的高度重视。污水毕竟是污水,与清洁的地下水、地表水相比,虽然经常处理达标排放,但是仍然含有多种溶解物、悬浮物、固体物等等,成分复杂,化学特性不稳定,与普通水源热泵相比,污水源热泵面临两个难题:一是防堵问题,二是防腐问题。近年来,企业和研究机构针对这两个问题进行了深入研究,积累了丰富经验。解决堵塞问题,一是在污水进入换热器之前,使用筛滤器去除悬浮物质。二是选用防止堵塞的蒸发器,三是在换热器中设置自动清洗装置。解决腐蚀问题,易造成腐蚀的设备主要是换热设备,采用铜镍合金换热管合成材料壳体等可以有效解决防腐的问题。同时也需要加强运营期间的维护保养,落实好各项防堵塞、防腐蚀的措施。

解决好防堵、防腐两大难题,是技术问题、是经验问题,所以选择具备一定技术实力、具备丰富经验的企业是关键。

随着环保力度的加大、减排要求的提高,污水源热泵的发展已经引起了各方面的高度重视,下步需要政府的引导、政策的扶持、企业的推动、各方的协作,污水源热泵一定会大有可为,大有作为。

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