某污水源热泵供冷、供热、供生活热水系统设计

某污水源热泵供冷、供热、供生活热水系统设计

蒋丽娜1 ,姚德华2 ,郭丽双2 ,李猛3 ,李先志4

中能建建筑集团有限公司  安徽合肥  230088

中机第一设计研究院有限公司  安徽合肥  230601

中机意园工程科技股份有限公司  安徽合肥  230601

华东建筑设计研究院有限公司安徽分公司  安徽合肥  230000

摘要：介绍了某污水源热泵供冷、供热、供生活热水系统流程、污水源热泵机房布置、室内污水集水井机房布置。

Abstract： The system flow of a sewage source heat pump for cooling, heating and domestic hot water supply, the layout of the sewage source heat pump room and the layout of the indoor sewage collection well room are introduced.

关键词：污水源热泵  供冷、供热、供生活热水系统  污水源热泵机房 室内污水集水井机房

Key words: Sewage source heat pump， Cooling, heating and domestic hot water supply system，Sewage source heat pump room，Indoor sewage collecting well machine room

1. 概述
      污水源热泵供冷、供热、供生活热水系统，是利用污水，通过污水换热器与中介水进行换热，中介水进入热泵主机，主机消耗少量的电能，在冬季将水资源中的低品质能量“汲取”出来，经管网供给室内采暖系统、生活热水系统；在夏季将室内的热量带走，并释放到污水中，为室内制冷并制取生活热水；过渡季将水资源中的低品质能量“汲取”出来，经管网供给室内生活热水系统使用。

本项目采用的污水为生活污水，设计之前，对现场污水管内最小流量进行实测，2016年11月24日，室外环境3~4℃，现场采用水流量测量设备分别于上午11:00时，下午3:00时实地测量，测得污水管道内的水流速1.2m/s，水温13℃，污水最小流量为100m³/h，数据相对平稳。

设计一台全热回收式污水源热泵机组：制冷量742.6kW、制热量730.3kW、夏季全热回收生活热水制热量829.5kW，冬季全热回收生活热水制热量775.2kW。

设计一台65m³开式蓄热水箱，为泳池提供生活热水，设计一台8m³的闭式导流型容积式蓄热水罐，为淋浴提供生活热水，为提高污水源热泵机组效率，生活热水温度取45℃。

2. 污水源热泵供冷、供热、供生活热水系统简介

流程图内主要设备如下：

室外污水干管，取水方涵，手电两用启闭阀，与污水源热泵机组连锁，污水集水井及污水潜水泵，宽通道污水换热器，退水方涵，冷却水泵，冷却水系统微晶旁流电子水处理仪，污水源热泵机组，冷热水泵，冷热水系统微晶旁流电子水处理仪，空调末端系统冷热水供回水管，蓄热水泵，蓄热水系统微晶旁流电子水处理仪，开式蓄热水箱，放热水泵，闭式导流型容积式蓄热水罐，淋浴生活热水供回水管，换热机房内容积式换热器，泳池板式换热器，换热机房内真空热水机组，环流式异味控制装置，冷却水系统闭式定压罐，冷热水系统闭式定压罐，软化水箱，全自动软化水处理设备。

系统共有五个主要环路：

（1）污水冷却水环路：由~组成，室外污水干管内污水由取水方涵进入污水潜水泵，经由宽通道污水换热器释放或吸收冷热量后，由退水方涵回到污水干管。

（2）清洁冷却水环路：由、~组成，清洁冷却水由宽通道污水换热器进入冷却水泵，经由污水源热泵机组释放或吸收冷热量后，回到宽通道污水换热器，

污水冷却水环路为宽通道污水换热器一次污水侧，清洁冷却水环路为宽通道污水换热器二次清洁水侧。

宽通道污水换热器：夏季一次污水侧进出水温度25/33℃，二次清洁水侧进出水温度35/27℃，冬季一次污水侧进出水温度13/8℃，二次清洁水侧进出水温度5/10℃。

（3）空调系统冷热水环路：由~组成，空调末端系统冷热水由回水管进入冷热水泵，经由污水源热泵机组释放和吸收冷热量后，由供水管回到空调末端系统。

污水源热泵机组：夏季冷冻水供回水温度7/12℃，冷却水供回水温度27/35℃，冬季空调热水供回水温度55/50℃，冷水温度10/5℃。

由于本项目污水源热泵机组与空调系统燃气热水机组并联，燃气热水机组热水供回水温度60/50℃，故此污水源热泵机组冬季供回水温度取值55/50℃。

污水源热泵机组支管与主干管之间设置季节切换阀门，夏季冷却水进入冷凝器，空调末端系统冷冻水进入蒸发器；冬季冷却水进入蒸发器，空调末端系统热水进入冷凝器。

（4）生活热水蓄热环路：由、~组成，冷水由开式蓄热水箱进入蓄热水泵，经由污水源热泵机组加热后，回到开式蓄热水箱。

（5）生活热水放热环路：由~、组成，开式蓄热水箱中的热水进入放热水泵，优先为闭式导流型容积式蓄热水罐蓄热，待蓄热完毕，开式蓄热水箱为泳池板换提供热量，闭式导流型容积式蓄热水罐为淋浴喷头提供热水。当污水量不足时，泳池板换由换热机房内真空热水机组提供热量，淋浴喷头由换热机房内容积式换热器提供热水。以上各种工况的转换，由管路上电动蝶阀切换配合完成。

3. 污水源热泵机房

布置原则及注意事项：

（1）各设备布置的位置、顺序，需考虑污水冷却水管、空调末端系统冷热水管、生活热水管的接管方位，设备与管道就近连接，尽量避免管道的交叉往复。

（2）污水源热泵机组与墙之间的净距不小于1m，与配电柜的距离不小于1.5m，与其他设备之间的净距不小于1.2m，宜留有不小于蒸发器、冷凝器长度的维修距离，与其上方管道、电缆桥架的净距不小于1m，且正上方不宜设置水管，机房主要通道的宽度不小于1.5m。

（3）同类设备尽可能同行或同列布置，以节省设备占地面积，机房整齐美观。

（4）宽通道污水换热器四周设置挡水围堰，便于检修时污水的集中和排除。

（5）本项目地下共三层，污水源热泵机房设置于负一层，各设备荷载需提资给结构专业复核，较重的设备尽可能布置在梁正上方的位置。

（6）设备混凝土基础、排水沟、穿墙套管给建筑、结构专业提资，需注意，如果穿地下室外墙的防水套管未预留，会导致后期施工不便且容易渗水。

（7）给排水专业提供自来水补水，需注意进水压力满足全自动软化水处理设备要求。

4. 室内污水集水井机房

本项目设置室内污水集水井机房，布置于负三层，注意事项：

（1）取水自流管落差较大，集水井内设置缓冲措施。

（2）取水管阀门选用耐腐蚀高可靠性阀门.

（3）取水自流管在集水井内出水口的高度，设置在井内枯水期距离井底三分之二处。

（4）需重视室内污水集水井内清淤设计，室内污水集水井截面加大，井内壁设计为弧形。

（5）室内污水集水井用房，设置可燃气体检测及防爆事故通风系统。

5.结束语

本项目系统形式已通过专家评审会的评审，合肥市城乡建设局建筑节能与科技处、合肥工业大学、安徽建筑大学、中机第一设计研究院等专家参与评审。

污水源热泵系统环保效益显著，高效节能，运行稳定可靠，一机多用，应用范围广，投资运行费用低，是一种城市中非常难得的可再生性清洁能源，污水源热泵系统有着广阔的应用前景。

参考文献

1. 陆耀庆 主编 《实用供热空调设计手册 》（第二版）2008.5
2. 中国建筑标准设计研究院《污水源热泵系统设计与安装》12K512/12R116
3. 中国建筑工业出版社出版《地源热泵系统工程技术规范》GB50366
4. 中华人民共和国住房和城乡建设部《蓄能空调工程技术标准》JGJ158

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