污水源热泵系统技术经济分析

 采用污水源热泵系统, 在整个冬季电转换率都可达到350 %～ 450 %, 即使考虑到发电热效率为33 %, 其总体转换效率也达到115 %～ 150 %, 远高于区域锅炉房集中供热系统。而夏季作为空调使用, 可降低30 %～ 40 %的制冷电耗。机房占地面积仅有燃煤锅炉房的1/3 ～ 1/2 , 不需要贮煤和堆渣的场地等, 优点十分突出。不论冬夏使用都不产生任何污染, 调控灵活, 热泵供暖系统不失为解决城市建筑冬季供暖问题的较佳方案。

 

  在北方地区, 热电联产集中供热系统一般只适用于较大的城市或居民点, 受到一定局限。热泵系统则适应性较强, 还可以实现冬季供暖、夏季供冷。

 

  在我国中部特别是长江沿线地区, 夏季高温亟需空调制冷降温, 冬季却因使用时间短而不安装专门的取暖设备, 致使该地区冬季室内十分寒冷。采用水源热泵系统恰可同时满足这两方面的需要, 从而开发出一个其他供暖方式无法企及的巨大市场。

 

  污水源热泵的运行费用

 

  根据日本某公司对不同供冷/热方式的经济分析结果, 污水源热泵系统与传统的制冷加锅炉系统相比, 可节约40 %的运行费用和25 %的总投资(包括折旧和利息)。这显示了污水源热泵系统潜在的经济效益。

 

  Ochiai 工厂以前曾使用过制冷加锅炉系统来进行房间供热和供冷, 现在使用污水源热泵系统。工厂未处理的污水量是每天450 000 m3 , 现在只利用了可利用能源的一小部分。如果这一巨大的潜在热源/热汇用于周围地区的区域供热供冷, 将会有巨大的能量节约。表2 给出了Ochiai 污水处理厂热泵系统在1987 年3 月供热时的运行费用与锅炉系统在1986 年3 月的运行费用的比较,表中显示热泵系统的运行费用比传统的锅炉系统大约低25 %。

 

  笔者也对冬季北方地区采用各种供热方式对建筑物进行供热时的环境效应和运行费用进行了比较。结果显示, 污水源热泵系统比燃煤锅炉和空气源热泵的运行费用要低25 %以上, 更远低于其他供热方式的运行费用。这也与日本文献的数据相吻合。

 

  据测算, 夏季使用污水源热泵空调系统运行费用平均为20 元/m2 左右, 溴化锂机组约为34 .6 元/m2 , 家用空调机约为28 .8 元/m2 。污水源热泵的运行费用比其他空调方式低30 %以上。

 

  污水源热泵的初投资

 

  就机房设备一次性投入进行比较, 溴化锂机组等集中空调一般为200 元/m2 , 水热源泵集中空调系统一般为90 ～ 100 元/m2 , 仅为前者的一半左右。

 

  具体就污水源热泵系统而言, 因其利用未处理污水、二级出水或中水作为水源热泵系统的水源,不用打井, 在初投资方面与其他形式的集中空调系统相比更具有优势。