直接式污水源热泵蒸发器、冷凝器污垢 生长系统简介和测试原理

 能源危机在经济飞速发展的今天日渐凸显，能源利用效率、环境污染等问题使人们必须需求新的能源利用途径．城市污水源热泵正是利用城市污水这一低位能源的环保型系统，消耗少量电能利用热泵从污水中获得冷量和热量来实现供冷和供暖．早在20 世纪70 年代，日本、挪威、瑞典及其他一些发达国家就对污水源热泵展开研究并开始应用[1]．污水按水质可以分为原生污水、经物理过滤的一级出水、经生物、化学等处理的二级出水和中水，其中二级出水以其水质相对较好且使用不需付费等优点可作为污水源热泵理想冷热源．

 

  我国对污水源热泵的研究相对较晚，主要对污水源热泵进行连续实测或相关实验来研究其相关规律,并得到了一些重要结论．其中，孙德兴等[2-4]以较多的实际工程为研究对象，通过测试和实验分析等研究了污水换热器中污垢的生长特性和污水流动特性，并且讨论了直接式与间接式污水源热泵供热性能的区别等；史琳等[5-7]对城镇二级出水进行了连续测试，得出了二级出水的水温特点并且以工程实例为研究对象对板式换热器中的污垢的生长特性等做了研究与讨论．然而，以往所做研究集中于探讨污水在管道内被加热工况下的污垢生长情况，且实测对象多以间接式污水源热泵为主．本文以直接式污水源热泵为研究对象，对机组蒸发器、冷凝器均做了污垢生长的测试，讨论了不同流动边界条件对污垢生长的影响，根据测试数据计算得到了机组污水换热器传热系数随污垢生长的衰减特性，并计算拟合出了污垢生长预测公式，并根据污水在蒸发器和冷凝器中的不同流动换热方式对二者的区别和污垢生长规律进行了对比．测试分析结果可为类似污水源热泵的设计、应用、清洗等提供参考．

 

  现场测试系统——直接式污水源热泵原理图，机组供冷和供暖工况的转换通过8 个阀门的切换来实现．夏季供冷时，F1、F3、F5、F7 阀门开启，F2、F4、F6、F8 阀门关闭，冬季供暖运行时，阀门和夏季开闭情况相反．

 

  本机组蒸发器和冷凝器均为管壳式换热器．二级出水在蒸发器、冷凝器中的流动换热方式有所不同．蒸发器中制冷剂在管内流动，二级出水在壳侧冲刷管束对流换热；冷凝器中制冷剂在壳侧流动，二级出水在管内受迫对流换热．