兰州市城市原生污水热回收及工程应用研究的可行性

来源 :全国暖通空调制冷2010年学术年会 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zibu365H356
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随着国民经济的发展和人民生活水平的不断提高,环境污染和能源紧张已成为威胁人类生存的头等大事。污水源热泵空调技术在建筑节能和环保的双重需求下应运而生,它将工业和生活污水作为冬季供热的热源和夏季制冷的冷源,可以有效的利用污水中的废热,使之变成可利用的能源,从而达到国家“变废为宝”和节能减排的要求。为此,针对兰州市特殊的地理位置(东西狭长,四面环山,污染物不易扩散)、自然环境以及城市生活生产布局,依托兰州现有的污水干渠,对城市原生污水的水质进行深入的研究,在不改变城市规划结构的基础上,实现对新型清洁能源的利用,设计并开发出一套适合兰州地区污水水质和热用户需求的系统形式并对传统的污水源热泵系统形式进行节能改造。为兰州的热用户提供方便的服务,使兰州的热能结构更合理化、经济化,并有效改善大气环境。
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本文通过某项工程实例,对大型住宅小区地源热泵空调系统设计应注意的若干问题进行分析探讨。根据工程地埋管换热测试系统测试及地质勘察结果,对竖直U型地埋管换热器设计施工要点进行了论述。
根据CO2与地下水源热泵系统的工作原理,提出了基于CO2 跨临界循环的水源热泵系统,并阐述了CO2热泵系统的构成和控制特点,利用地下水源热泵系统作为冷热量来源,通过气体冷却器与室内部分连接。在实际运行中,可以有三种运行模式,即利用地下水源的制热,利用地下水源的制冷和利用地下水源的采冷模式。本系统在满足用户对制冷需求的同时,也充分体现了其节能及环保的优势。
本文建立了一种考虑地下水渗流的地下埋管三维传热模型,并利用模型在 Matlab 环境下模拟了在有无渗流情况下以及改变地下水渗流速度时,埋管出水温度的变化以及埋管周围温度分布的变化,说明地下水渗流有利于埋管换热,在系统设计中是应该考虑的因素;介绍了一种可以借助所建模型通过“可获得的参数”-埋管出水温度推导“要获得的参数”-土壤综合导热系数的方法,该方法考虑地下水渗流因素,可数值求解综合导热系数,结果
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本文综合利用热电热泵和相变蓄热技术,研制了一种能进行低品位能回收利用的主动相变蓄热/放热装置,并进行了实验研究。实验结果表明:该装置相变过程明显,有很好的蓄热效果,热电热泵蓄热时制热系数最高达到2.2,热电热泵作局部供热应用时,其供热系数最高达到5.6;克服了传统被动式蓄/放热过程中换热强度和换热时间的不可控性等缺点,有效的回收利用了低温余热。
如何最大限度降低地源热泵系统在整个生命周期内的总费用,涉及到系统的工程设计、运行与整个系统的优化。本文总结了国内外现有的地源热泵系统优化研究工作,提出了利用遗传算法进行地源热泵系统优化的思路。
设计并构建了一种新型空气源热泵辅助加热太阳能热水系统,该热水系统可根据气候条件分别以单一的太阳能热水器模式、单一的空气源热泵模式及太阳能与空气源热泵耦合模式运行。在昆明地区气候条件下,对空气源热泵辅助加热太阳能热水系统进行了一系列实验研究,测试分析不同运行工况下系统的热力性能。测试结果表明该系统具有较大的节能潜力,热泵空气源热泵子系统的日平均COP 可达3.8 左右。
在冷水机组加冷却塔的集中空调系统中,由于冷却水携带大量的冷凝热通过冷却塔排至室外,不仅造成能源浪费,对环境也产生极大影响,结合宾馆用热量大的特点,本文根据技术经济学和热经济学原理,利用投资回收期、内部收益率和供热成本等指标,分析了利用热泵回收冷凝热加热生活热水方案的经济性,并得出了经济上可行的结论。
分析了兰州市能源和环境现状,从理论上对兰州市广泛采用的燃煤锅炉加电制冷机组、天然气直燃机组和原生污水源热泵机组进行了经济、环保价值的分析比较,结果表明原生污水源热泵系统不但其经济和环保价值都远远超过其他两种系统,且节省了大量的一次能源,还具有很高的节能价值。
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