用于熱泵系統(tǒng)的污水換熱技術(shù)
摘要：城市及工業(yè)污廢水因其蘊(yùn)含大量的低溫?zé)崮芏沙蔀闊岜孟到y(tǒng)的外部熱源/熱匯；由于水質(zhì)原因污廢水的利用需通過換熱器換熱進(jìn)行間接利用。下面結(jié)合工程實(shí)例來探討專用于熱泵系統(tǒng)的離心換熱器污水換熱技術(shù)。
關(guān)鍵字：污水換熱，離心換熱器
隨著國民經(jīng)濟(jì)和城市化建設(shè)的不斷發(fā)展，城市及工業(yè)污廢水的排放量越來越大，而污廢水中蘊(yùn)含著大量低溫?zé)崮，如果能充分利用這些排放掉的熱能用于建筑采暖，將大大減少社會能源的消耗以及能源燃燒向大氣中排放的污染物；同時夏季各建筑制冷向室外排放的熱量可排放到污廢水中，從而緩解氣溫的過度上升和城市的熱島效應(yīng)。
下面結(jié)合丹東國稅局污水源熱泵項(xiàng)目實(shí)例來討論污水換熱技術(shù)的應(yīng)用。
一、工程概況及換熱計算
本項(xiàng)目位于遼寧省丹東市，建筑面積13000平方米，采暖熱負(fù)荷為848kW，采用一臺螺桿式熱泵主機(jī)。污水干渠離項(xiàng)目建筑距離為50m，冬季污水最低溫度12℃。
換熱計算：
1、根據(jù)甲方提供修正后的主機(jī)制熱量及輸入功率，計算出系統(tǒng)所需污水提供的熱量為643.5kW。
2、根據(jù)換熱公式F = Q/(Δt•K)計算換熱面積：
F = 643.5/(2*1.76) = 182.81㎡
（F—換熱面積㎡；Q—換熱量kW；Δt—平均對書溫差2℃；K—換熱 系數(shù)1760W/㎡•℃）
對計算的換熱面積乘以1.1的安全系數(shù)，得換熱面積為201.09㎡
則根據(jù)選型采用兩臺型號為RHES-C-100的換熱器。
二、污水換熱難點(diǎn)及解決方法
污水由于其水質(zhì)差、水況不穩(wěn)定等特點(diǎn)，在對其進(jìn)行換熱時容易發(fā)生堵塞、結(jié)垢、腐蝕等現(xiàn)象。目前國內(nèi)所采用的殼管式、板式、容積式等“水—水間隔換熱器”在應(yīng)用到污水換熱上，都會出現(xiàn)設(shè)備堵塞、設(shè)備腐蝕、換熱系數(shù)下降等現(xiàn)象，不但縮短了設(shè)備的使用年限和效果，也給設(shè)備運(yùn)行維護(hù)帶來了極大的麻煩。
離心污水換熱器是一款專門針對廢物水再利用的換熱設(shè)備，該產(chǎn)品由美國雷諾特公司研發(fā)。離心換熱器換熱流道采用360°螺旋上升的形式，污水和中介水流道寬度均采用30mm保證污水的順利通過、防止堵塞并降低了換熱介質(zhì)在設(shè)備中流動的阻力損失；污水和中介水在流道中純逆向換熱并由于重力和螺旋離心力的作用呈紊流狀態(tài)，有效的提高了污水換熱的效率并極大的減少了污雜顆粒物在換熱流道中的堆積；換熱流道表面涂有專用污水換熱防腐涂層，最大程度緩減了污水對換熱材質(zhì)的腐蝕；簡而言之，離心污水換熱器具以下幾大特點(diǎn)：
1、高效換熱
設(shè)備采用碳鋼材質(zhì)，換熱系數(shù)可達(dá)1760W/㎡•℃，相對其他同類產(chǎn)品，換熱系數(shù)提高了35.38%；
2、防堵、防垢
該設(shè)備在我國實(shí)際投入運(yùn)行兩年以來，效果良好，沒有因堵塞造成熱泵系統(tǒng)停止以對設(shè)備進(jìn)行清洗的狀況，并且換熱效果良好；設(shè)備僅需在熱泵系統(tǒng)停運(yùn)期進(jìn)行例行清洗即可。
3、防腐
設(shè)備匹配R-C-1106無機(jī)聚合物涂料，該涂料具有長效防腐、附著力強(qiáng)、綠色環(huán)保、高效方便等特別，是針對廢污水防腐的專用涂料。
4、低壓損
360°光滑寬敞螺旋流道，大大減小了換熱介質(zhì)流動中的阻力，相對其他形式的污水換熱設(shè)備，壓力損失可降低40%。
三、運(yùn)行效果及分析
該項(xiàng)目污水源熱泵系統(tǒng)自2012年11月投入運(yùn)行以來，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，末端建筑各采暖房間溫度基本達(dá)到計算要求；在經(jīng)歷12月初期的氣溫下降后，系統(tǒng)乃能正常運(yùn)行，說明離心污水換熱器能適應(yīng)在污水溫度較低時的正常換熱，并且無換熱效果的衰減。
綜合本項(xiàng)目可知，離心污水換熱器一款能夠應(yīng)用于廢物水換熱的的設(shè)備，并且具有穩(wěn)定、高效等特點(diǎn)。隨著我過經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以及自然能源的消耗，大量排放的廢物水可通過離心污水換熱器進(jìn)行熱量回收以用于建筑采暖，這極大的節(jié)省了自然能源用于建筑采暖的消耗；并且在夏季制冷期可通過向廢污水中排放建筑余熱，減少廢熱向空氣的排放。
綜上所述，離心污水換熱器是一款用于污水源熱泵系統(tǒng)的污水換熱高效節(jié)能設(shè)備。
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