“神华城”污水取热泵房设计

摘要：本文介绍了中节能新疆分公司神华城污水源热泵示范工程项目中的污水取热泵房设计，为该技术今后在新疆的推广应用，提供了可以借鉴工程实例。

关键词：污水源热泵；神华城；给排水

前言：

“城市污水源热泵技术”在众多新能源环保技术中最具发展潜力的一颗新星，随着我国节能改造的逐渐深入，污水源热泵技术迎来了发展的新热潮。其中污水源热泵的主要工作原理是借助污水源热泵压缩机系统，消耗少量电能，在冬季把存于水中的低位热能“提取”出来，为用户供热，夏季则把室内的热量“提取”出来，释放到水中，从而降低室温，达到制冷的效果。

本文介绍了中节能新疆分公司神华城污水源热泵示范工程项目中的污水取热泵房设计，为该技术今后在新疆的推广应用，提供了可以借鉴工程实例。

1.工程概述

新疆神华能源有限责任公司建设的“神华城”分为两期建设，其中一期建筑面积17.2万平方米；二期合计建筑面积27.73万平方米；总建筑面积44.93万平方米。该工程一、二期的冬季采暖热源和夏季空调冷源均由污水源热泵机房和污水取热机房提供。

2.设计参数：

1）根据建设单位提供《水资源论证报告》和《建设项目环境影响报告表》的数据。本工程取用市政污水冬季平均水温为14.2℃，经换热器换热后污水温降5℃。回流污水水温为9.2℃，中介水供水水温为11℃，回水水温为5.5℃。

2）本工程一期供热面积17.2万平方米，需用污水40000m?（0.46m?/s），二期供热面积45万；远期供热面积60万平方米，需用污水量为5295m?/h。本工程所需污水取自河滩路市政污水管网，且取水的相关手续均已办妥。

3.系统设计

1）污水取热系统：

河滩路市政污水经引水管引入取热机房的污水缓冲调节池，在引水管道进入污水缓冲池的入口处设置一个电动（兼手动功能）的闸阀，由水池水位控制闸阀的开启。在缓冲调节池入口设粉碎型格栅，污水中的大颗粒经粉碎型格栅切割粉碎成不大于8mm的小颗粒进入水池。水泵间设9台立式污水泵其中6台工作3台备用，污水缓冲池的污水经立式污水泵提升后进入宽流道换热器（取热器），平均14.2℃的污水经换热器后污水水温下降5℃，即平均水温降为9.2℃。最后的污水经退水池后排入河滩路市政污水管网。具体详下图。

污水取热流程图

2）中介水换热系统：

由神华城小区热能机房经热能机组出来的5.5℃中介水经循环泵通过D800，2000米左右的中介水输水管道进入取热机房，经分水器进入宽流道换热器（取热器），5.5℃中介水经取热器换热后温升5.5℃达11℃，后经循环泵送入D800，2000米左右的中介水供水管后进入神华城住宅小区的热能机房，循环泵按全流量的100%和70%分别设置两套泵组，根据实际需要开启水泵，以节约能源降低费用。

中介水系统定压设在取热机房，取热机房内管网最高压力≤0.4MPa。在分水器上设压力传感器，在泵房内设一个10m3补水箱和二台补水泵，当系统需要补水时压力传感器给补水泵信号，补水泵启动向系统补水；在分水器上设弹簧安全阀，当系统压力>0.4MPa时安全阀打开泄压，保持系统压力≤0.4MPa。

设备平面布置图

4.系统控制

1）污水系统：

污水系统按一二期及冬夏季负荷分别设置三组取热系统，第一期设三台大流量污水泵和九台换热器（取热器）；二期设六台小流量污水泵和十二台换热器（取热器）分为两组，各三台污水泵和六台换热器（取热器）。污水系统控制根据热能机房开启热泵机组台数和冬夏季冷热负荷开启水泵台数，以节约能源降低费用。

2）中介水系统：

本工程中介水系统循环水泵按安全流量的100%和70%分别设置两套泵组。根据热能机房开启热泵机组台数和冬夏季冷热负荷开启水泵台数，节约能源降低运行费用。

5.环保效益显著。

利用污水源热泵空调技术不需要锅炉，冷却塔等设备。没有煤、油及天然气燃烧排放物污染，可大大减少二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物、粉尘等排放量。此外，污水源热泵技术无室外机，不会产生令人不适的热岛效应，噪音大大低于传统空调。在冬季取暖时利用10000m?污水为建筑物供热4个月，可减少二氧化碳排放量5040吨。

与传统的冬季锅炉或热网供暖，夏季中央空调系统相比，污水源热泵技术初投资与运行费节省幅度均达25%左右。根据国家有关文件提供的数据，我国每年污水排放量为464亿m3，若推广污水源热泵技术使用一半，按5°C温升或温降计算，可供暖空调面积为2.5亿平方米，相当于少消耗0.17亿吨标煤。同时每年可减少温室气体排放大约35万吨以上。