參考示例——污水源熱泵供熱空調(diào)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析

1、第23卷,總第129期2005年1月,第1期5節(jié)能技術(shù)6ENERGYCONSERVATIONTECHNOLOGYVol.23,Sum.No.129 Jan.2005,No.1污水源熱泵供熱空調(diào)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析崔福義,李曉明,周 紅(哈爾濱工業(yè)大學(xué),黑龍江 哈爾濱 150001)摘 要:污水源熱泵是一種以污水(包括處理的和未處理的污水)作為其冷熱源的空調(diào)系統(tǒng)。作為一種新興事物,技術(shù)的可靠性和經(jīng)濟(jì)的競爭力是其推廣的關(guān)鍵。本文對污水源熱泵的原理和形式作了詳盡的介紹,并將污水源熱泵和傳統(tǒng)熱泵空調(diào)進(jìn)行了技術(shù)上的比較。同時(shí)使用了能源工程項(xiàng)目中最常用的兩種方法,將污水源熱泵同燃煤+空調(diào)、燃油+空調(diào)、燃?xì)?空調(diào)

2、及電鍋爐+空調(diào)這幾種傳統(tǒng)的供暖空調(diào)形式分別進(jìn)行了供暖經(jīng)濟(jì)性比較、制冷經(jīng)濟(jì)性比較和綜合經(jīng)濟(jì)性比較分析。關(guān)鍵詞:污水源熱泵;技術(shù);供熱;空調(diào);經(jīng)濟(jì)性中圖分類號:TU83 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1002-6339(2005)01-0014-04EconomicandTechnicalAnalysisofSewageSourceHeatPumpCUIFu-yi,LIXiao-ming,ZHOUHong(HarbinInstituteofTechnology,Harbin150001,China)Abstract:Sewagesourceheatpumputilizessewage(includin

3、gtreatedanduntreated)assourceforheatingandcooling.Asjumped-upthings,technicalreliabilityandeconomicrivalrousnessoftheSSHParethekeysthatpromotedevelopment.ThispaperintroducesSSHPwithconditionalHVACsuppliedbycoal,oil,naturalgasandelectricityusingwell-knowtwomethodsintheenergysourceproject,finallytheco

4、mprehensiveeconomicanalysiswasmade.Keywords:sewagesourceheatpump;technology;heating;aircondition;economicanalysis1 引言京都協(xié)議要求各個(gè)國家在1990年的基礎(chǔ)上以不同的百分?jǐn)?shù)減少溫室氣體的排放,因此利用可再生能源是環(huán)保的需要。地?zé)?、太陽能和污水熱能等新的可再生能源的利用比以往任何時(shí)候更加受到重視,國內(nèi)也在從事這方面的研究開發(fā)。組是制冷機(jī)的逆循環(huán),如圖1所示。2 污水源熱泵的技術(shù)簡介2.1 污水源熱泵原理污水源熱泵是污水熱能利用的一種形式,是將低位熱能用熱泵提升為高位熱能加以利用。熱

5、泵機(jī)收稿日期 2004-12-02 修訂稿日期 2004-12-12作者簡介:崔福義(1958),教授,博士生導(dǎo)師。圖1 熱泵原理圖供熱、制冷側(cè)的水可以取自江海湖河和地下,也可以取自污水。取自污水的熱泵稱為污水源熱泵。在夏季,利用污水作為熱泵的冷源;而冬季,污水則作為熱泵的熱源。2.2 污水源熱泵的分類根據(jù)污水和熱泵中的熱交部分是否直接進(jìn)行熱交換,污水源熱泵可分為間接利用系統(tǒng)和直接利用系統(tǒng)。污水熱能直接利用系統(tǒng)是污水直接與熱泵的熱交換部分進(jìn)行熱交換。其系統(tǒng)組成見圖2,該系統(tǒng)多以處理水作為熱源。污水熱能間接利用系統(tǒng)就是污水只和熱泵前的熱交換器及清水進(jìn)行熱交換,而清水再和熱泵進(jìn)行熱交換。其系統(tǒng)組成

6、見圖3,該系統(tǒng)多以未處理水作為熱源。749m。由此可見,與空氣源熱泵空調(diào)系統(tǒng)相比,污水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)有很好的節(jié)能效果。3.3 系統(tǒng)的環(huán)保性污水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)與空氣源熱泵相比排入環(huán)境的CO2、NOx量少,據(jù)有關(guān)資料介紹,以污水為熱源的系統(tǒng),與空氣源熱泵系統(tǒng)相比,CO2的排放量,集中空調(diào)系統(tǒng)可減少40%51%,分散空調(diào)系統(tǒng)可減少13%;NOx的排放量集中空調(diào)系統(tǒng)可減少36%49%,分散空調(diào)系統(tǒng)可減少13%。34 污水源熱泵與傳統(tǒng)空調(diào)技術(shù)的經(jīng)濟(jì)比較4.1 計(jì)算給定參數(shù)4.1.1 氣象參數(shù)室內(nèi)采暖設(shè)計(jì)溫度為20e,室內(nèi)供冷設(shè)計(jì)溫度為27e,采暖、供冷室外計(jì)算溫度參照哈爾濱地區(qū)2000年實(shí)際日平均溫度值

7、,年采暖天數(shù)為180d,年供冷天數(shù)60d,日供暖18h計(jì)算,然后進(jìn)行比較分析;日供冷小時(shí)數(shù)以實(shí)際需要供冷小時(shí)數(shù)計(jì)算。4.1.2 計(jì)算對象選取住宅樓為計(jì)算對象,供暖最大熱負(fù)荷取2270W/m,空調(diào)最大冷負(fù)荷取60W/m。4.1.3 污水源熱泵系統(tǒng)污水源熱泵一機(jī)兩用,既供暖又制冷。本文計(jì)算中將污水源熱泵的投資一半計(jì)入空調(diào)系統(tǒng),一般計(jì)入供暖系統(tǒng)。污水源熱泵采用直接利用系統(tǒng),其制熱系數(shù)為4.3,制冷系數(shù)為4.6。4.1.4 能耗指標(biāo)電價(jià)0.4元/(kW#h),各種燃料的熱值及價(jià)格見表1表1 燃料的熱值和價(jià)格燃料煤/kg柴油/kg天然氣/m3圖2污水熱能直接利用空調(diào)系統(tǒng)圖3 污水熱能間接利用空調(diào)系統(tǒng)3

8、污水源熱泵與傳統(tǒng)熱泵空調(diào)技術(shù)的比較3.1 系統(tǒng)的穩(wěn)定性和熱泵的制熱系數(shù)污水溫度即使冬季氣溫在0e以下時(shí),仍可保持15e左右,夏季氣溫在35e以上時(shí),仍可保持25e左右,一年四季比較穩(wěn)定。不像空氣源熱泵受環(huán)境溫度影響較大,在夏季,當(dāng)室外溫度達(dá)到40e時(shí),由于換熱效率的降低,冷量將下降20%40%;在冬季,當(dāng)室外溫度下降到-10e時(shí),供熱量將下降到15%30%,而且要反復(fù)地沖霜來保證機(jī)組的正常運(yùn)行。同時(shí),由于水的比熱容比空氣高,其熱交換效率也高。因此污水源熱泵的制熱系數(shù)要高于空氣源熱泵的制熱系數(shù)。3.2 系統(tǒng)的節(jié)能性據(jù)外國資料介紹,對集中空調(diào)系統(tǒng),以處理水為熱源時(shí),可節(jié)電40%44%;以未處理水為

9、熱源時(shí),可節(jié)電30%32%;對于分散空調(diào)系統(tǒng),上述兩種情況都可節(jié)能13%左右。同時(shí),一般以空氣為熱源的集中空調(diào)系統(tǒng),需設(shè)冷卻塔來補(bǔ)充在冷卻過程中因蒸發(fā)和飛散而損失的水量。據(jù)有關(guān)資料介紹,以污水為熱源的空調(diào)系統(tǒng),對8000m的空調(diào)面積,年節(jié)水約2995m3;對2000m2的空調(diào)面積,年節(jié)水約熱值(kJ/x)280734186836533效率0.60.850.85價(jià)格(元/kg)0.23.01.64.1.5 收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)供暖收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)以哈爾濱地區(qū)目前供暖收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)每年每平方米31元為標(biāo)準(zhǔn),目前國內(nèi)供冷沒有收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn),本文以單體空調(diào)年運(yùn)行成本每年每平方米23.6元(包括電費(fèi)、單體空調(diào)折舊費(fèi)、維修費(fèi),單體空調(diào)的