直接式污水源熱泵系統(tǒng)工藝及性能研究.pdf

1、利用污水源熱泵技術(shù)，從污水中提取熱能用于供熱空調(diào)，因其節(jié)能環(huán)保而具有廣闊的應(yīng)用前景。近年來，污水源熱泵技術(shù)的研究及應(yīng)用取得了較大的進(jìn)展，但主要集中在間接式系統(tǒng)方面，直接式系統(tǒng)因堵塞和污垢問題未能有效解決而無法在工程中應(yīng)用。為此，本文對(duì)直接式系統(tǒng)工藝及其性能作了研究。
　　首先，總結(jié)分析已有過濾裝置的優(yōu)缺點(diǎn)，開發(fā)出了一種靜態(tài)連續(xù)過濾與還原裝置。使用加厚型的過濾面，解決了傳統(tǒng)過濾裝置容易產(chǎn)生懸浮物纏繞的問題；通過不斷改變過濾器中水流的

2、方向，實(shí)現(xiàn)了不同過濾器的交替過濾與還原；通過改變熱泵機(jī)組污水換熱器中水流的方向，解決了懸浮物在換熱管間的滯留問題。并且，用Fluent模擬了過濾器中的流動(dòng)狀況，當(dāng)水從同側(cè)進(jìn)出時(shí)，濾孔中水流速分布在0.7m/s～1.5m/s之間，當(dāng)水從異側(cè)進(jìn)出時(shí)，濾孔中水流速度較為均勻，約1m/s，兩種流動(dòng)方式在濾面附近都沒有回流存在，驗(yàn)證了反沖洗的可行性。
　　然后，建立直接式系統(tǒng)相對(duì)于間接式系統(tǒng)總費(fèi)用節(jié)省模型，對(duì)直接式系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行了探討。定義

3、了過熱系數(shù) x，它等于蒸發(fā)器出水溫度與蒸發(fā)溫度的差值。通過對(duì)直接式系統(tǒng)費(fèi)用節(jié)省模型的求解及分析，得出了不同電價(jià)及污水類型時(shí)的x的經(jīng)濟(jì)取值范圍。原生污水在電價(jià)為0.5元/kWh、0.75元/kWh和1.0元/kWh時(shí)，x經(jīng)濟(jì)取值范圍分別為2℃～5.6℃、2℃～5.8℃、2℃～5.9℃；已處理污水x經(jīng)濟(jì)范圍在不同電價(jià)時(shí)均為2℃～6.2℃；工業(yè)污水在電價(jià)低于0.75元/kWh時(shí)，直接式系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性不如間接式系統(tǒng)，電價(jià)為0.75元/kWh時(shí)，x經(jīng)

4、濟(jì)范圍為2.2℃～4.3℃，電價(jià)為1.0元/kWh時(shí)，x經(jīng)濟(jì)范圍為2℃～5℃。
　　其次，建立了機(jī)組的數(shù)學(xué)模型，模擬了 x不同取值時(shí)機(jī)組的性能，結(jié)合上述 x經(jīng)濟(jì)取值范圍，分析得出不同電價(jià)及污水類型的機(jī)組設(shè)計(jì)方案。電價(jià)在0.5～1.0元/kWh時(shí)，原生污水機(jī)組、已處理污水機(jī)組和工業(yè)污水x的取值范圍分別為2℃～4.5℃，2℃～4℃，4℃～5℃，電價(jià)較低時(shí)，x取較大值；電價(jià)較高時(shí)，x取較小值。
　　最后，根據(jù)機(jī)組優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，設(shè)計(jì)

5、出3臺(tái)機(jī)組，并進(jìn)行了變工況下的模擬，得出如下結(jié)論：污垢熱阻每增加0.1m2?K/kW，機(jī)組蒸發(fā)溫度降低約0.7℃，機(jī)組制熱量衰減約1.5％～2.2%，功率降低約0.3%～1%，機(jī)組COP降低約1%～1.6%；污水進(jìn)水溫度每升高1℃，機(jī)組制熱量提高2%，功率增加0.7%～1.2%，COP提高1%～1.6%；機(jī)組制熱量隨末端回水溫度的升高，衰減得越來越快，末端回水溫度從35℃升高到50℃時(shí)，末端回水溫度每升高1℃，制熱量衰減從0.4%增加到