污水源热泵换热工况设计

  换热工况主要是指水源的进出水温度、温降或温升，换热器面积大小、换热传热温差大小，末端供热或供冷进出水温度或温差等，该设计要求综合考虑，系统尽量高效运行，同时初投资相对较少。按现有设备的运行性能，水源温度每降低或升高1℃，热泵机组COP减少或增加3%，或影响投资5%（改变换热面积），同时影响机组出力3%（供热供冷能力），影响功耗1%，另外还涉及水泵等辅助设备的运行能耗问题，因此需要根据实际情况在保证系统可靠运行的前提下，兼顾投资成本与运行成本。开式系统运行效率高，同时初投资少，但对未处理城市污水的利用，在技术上以闭式系统为宜。

  1．开式系统换热工况。
  有专家实地考察了我国北京、天津、大连、青岛、上海、江苏、西安、内蒙古、沈阳、哈尔滨1月份的水源温度情况得出：已处理城市污水温度为8℃左右，未处理城市污水温度为9-11℃。因此，在开式系统中，水源温度的设计调节范围不大，热泵机组的运行性能系数也不会有明显差异，在考虑防冻时（满液式蒸发器出水温度不低于1℃，干式蒸发器出水温度不低于3℃）按大温降、小流量运行，以减少投资与水泵能耗。
  利用满液式机组时，已处理污水蒸发器最低出水湿度按3cC设计，蒸发器蒸发温度根据出水温度来确定，较出水温度低2℃左右。冷凝器进出水温度根据末端系统来确定，冷凝温度高于出水温度2-3℃。

  2．闭式系统换热工况。
  闭式系统应用于原生污水，由于有二次换热过程，需增设专用换热器与水泵，水源的温降或温升值、换热面积的大小及传热温差大小直接影响到系统的投资与运行能耗。
  热泵系统中，污水泵能耗、二次载热泵能耗、空调循环泵能耗总计占系统总能耗的10% -15%，系统小流量、大温差运行可减少各水泵能耗，但需增加换热面积或降低机组COP值。污水温差增大或减小1℃，污水泵减小或增大的能耗值约为系统的1%，而机组增大或减小的能耗值约为2%。污水温降以4-6℃为宜，温升以5-7℃为宜。当水量不足时，可大温差运行，二次载热循环水温差可较污水温差小1-1.5℃，以提高机组运行性能系数。