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西安某住宅区再生水源热泵供暖系统分析与评价
发布时间:2018-1-10 字号: 点击数:
通过对西安市某住宅区居住建筑再生水源热泵供暖系统实际运行性能参数的测试,分析与评价系统的实际运行效果,揭示实际运行中存在的问题,并针对末端、换热器、水泵等方面提出改良意见,提高系统节能性。
 
西安建筑科技大学环境与市政工程学院/陈婷婷 王智伟 王雨 李明珠
 
    再生水源热泵系统具有节能、环保等优点,可大大降低能源消耗。目前,北京、沈阳、大连等地均建立了再生水源热泵项目,但本领域普遍存在“重设计、轻运行”现象。杨灵艳等对寒冷地区74个地源热泵实地调研,发现污水源热泵系统的实际制热性能系数有83.33%不满足规范要求,其实际运行效果远低于预期值,并未发挥系统的天然优势。因此,对再生水源热泵系统的实际应用效果的分析与评价具有重要意义,是引导系统高效、节能运行的重要措施。
 
    本文对西安某住宅区再生水源热泵系统运行参数进行测试,分析与评价系统的实际运行效果,揭示实际运行中存在的问题,并提出改进建议,以期保障系统高效、节能运行。
 
1测试对象
1.1间接式再生水源热泵系统简介
    间接式再生水源热泵系统运行原理见图1,该系统利用再生水即二级出水作为热源。首先,市政排水干渠中的再生水经格栅机过滤引入污水池沉淀,再经提升泵提升以及长距离输送进入换热器,将热量传递给中介水后返回排水干渠;中介水为闭式循环,在换热器中获取再生水的热量后,进入常规的热泵主机进行能量转换,将热量传递给负荷侧的热水,热水将提取的热量供给建筑物,实现集中供热。
 
图1间接式再生水源热泵系统运行原理
 
1.2工程概况及设备选型
    2017.1.14~2017.1.20和2017.3.6~2017.3.12对西安大兴新区某建设项目再生水源热泵集中供暖系统进行测试。
    该建设项目建筑面积约200万m2,是目前全国规模最大的已建成再生水源集中供暖项目,典型的住宅区,末端供暖方式为低温地辐供暖。该系统配有燃气锅炉,当热负荷需求较大时热泵机组与燃气锅炉联合运行。目前已为住宅区24.3万m2供暖,供暖负荷为8.5MW,2017年供暖面积将达到150万m2。再生水取自邓家村污水厂的排水干渠,邓家村污水厂距集中供暖项目1.1km,日平均出水量约10万吨,且再生水水温冬季为14℃~17℃,满足再生水源热泵系统水源侧的温度要求,相应系统设备见表1。
 
表1 再生水源热泵系统设备统计

设备名称

数量(台)

备注

再生水提升泵

8

流量1700 m3/h,扬程50m,变频,5台;

流量800 m3/h,扬程38m,变频,3台

宽流道污水换热

9

单组换热面积200m2,额定热量600kW

热泵机组

3

单台制热量2057.5kW,输入功率440.3kW

燃气锅炉

3

单台额定供热量3500kW

中介水循环泵

3

流量350 m3/h,扬程35m,定频

负荷侧循环泵

3

流量530 m3/h,扬程38m,变频

高区水泵1

3

流量155 m3/h,扬程38m,变频

高区水泵2

4

流量160 m3/h,扬程32m,定频

 
1.3系统测试
    测试参数如下:
    再生水/中介水进出换热器的水温和流量;负荷侧/中介水侧进出热泵机组的水温和流量;
    压缩机/中介水循环泵/负荷侧循环泵/再生水提升泵/高区水泵的耗电量,同时对住宅区某一用户的室内外温度进行监测。
    测试过程中所用仪器见表2,数据采集时间间隔5~10min;监测时温度、流量和耗电量的监测都是仪表自动存储记录。
表2 监测仪器及精度

仪表名称

监测内容

数量

精度

自计式温湿度记录仪

空气温湿度

11

±0.4℃

T型热电偶

流体温度

19

≤0.5℃

数据采集仪

温度

1

≤0.5℃

三相功率仪

功率

2

0.5级

超声波流量计

流量

1

±0.5%

2评价指标的选取
    为评价分析各子系统能效及整个再生水源热泵采暖系统的能效水平,选取换热器的传热系数、供暖系统管网水泵电耗指标、热泵系统能效比以及建筑供暖能耗指标作为再生水源热泵系统的评价指标。
2.1换热器传热性能指标
    传热系数是表征换热器传热过程强烈程度的标尺,反映换热器实际运行过程中的传热性能。(本文发表于《供热制冷》杂志一月刊)
 
来源:供热制冷 zzx
 
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