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医院应用污水源热泵的可行性分析

http://www.pv.hc360.com2016年02月16日14:32 来源:暖通空调T|T

    现阶段,医院类建筑采用污水热泵技术在我国并不多见,缺乏相应的基础设计及运行参考数据。为此,笔者针对上海某医院污水进行了为期1年(2013年6月至2014年5月)的现场测试,侧重分析污水的温度变化规律,分析其节能潜力,为污水源热泵在医院类建筑中的应用提供基础数据及设计参考。

    测试概况

    上海市杨浦区某三甲专科医院占地面积约7000m2。污水来源为医院生活污水及部分医疗污水,不含医疗实验用的酸碱水及含放射性物质的医疗污水。污水经二级处理后于出水池段进行污水流量、温度监测,流量测试采用超声波流量计,温度测试采用SWEMA多通道测试系统,测试时间间隔为1min,该测试系统能保证污水温度测试的精准。使用多功能数据采集仪Y-BOAT-32采集信号。

    对自来水温度进行取样测试,测试仪器为电子温度计,测试时间间隔前半段为3d,后半段为1d。室外空气参数(干球温度及相对湿度)来源于中国气象科学数据共享服务网。

    测试结果及分析

    1.污水流量

    污水流量常年比较稳定,在(600±50)m3/d范围波动。该医院污水排量较大,且水量稳定,余热利用潜力较大,为污水源热泵的使用提供了稳定的流量基础。该项目拟采用污水源热泵作为辅助冷热源为病房楼服务,过渡季节对生活热水进行预热。

    2.污水水质

    该医院对污水进行二级处理,对处理后的污水取样测试,与GB/T29044—2012《采暖空调系统水质》规定的集中空调间接供冷开式循环冷却水系统水质对比发现,污水浊度及游离氯含量偏高,需进行适当处理,方可用于污水源热泵。

    污水温度逐时、日、月变化对于医院类建筑,空调系统运行时间因医院各楼功能不同而异,如病房楼空调系统运行时间为全天,故污水日平均温度及月平均温度取24h实测值计算。对于水源热泵系统,系统设计时需参考水源的日平均温度及月平均温度,系统运行工况分析时则需考虑水源的逐时温度。

    前者指的是当日最高污水温度与最低污水温度之差,后者指的是当日最高气温与最低气温之差。结果表明:污水温度的日较差较小,大部分时间段在2℃内;气温的日较差则波动较大。

    全年污水温度的日平均值在12.2~31.7℃之间波动;最高温度出现在8月,其平均水温为30.8℃,最低温度出现在2月,月平均值为14.1℃。

    根据美国制冷学会ARI标准,开式水源热泵系统对水源温度的要求为5~38℃。测试结果表明,该医院污水温度为12.2~31.7℃,满足水源热泵对水温的要求。

    3.污水温度与自来水温度、气温的关系分析

    1)污水温度与自来水温度变化趋势接近同步;夏季供冷期间(6月1日—9月30日),污水温度基本接近于自来水温度;冬季供热期间(11月15日—3月15日),污水温度与自来水温度相差略大,约5℃。夏季室外气温较高,生活热水使用量较小,污水主要来源为自来水排放,污水温度接近自来水温度;冬季由于室外气温较低,生活热水使用量较大,污水中自来水所占比例较小,污水温度高于自来水温度。

    2)污水温度随着室外气温的升高而升高,但污水及自来水温度的变化稍晚于气温变化,可能原因为水的比热容大于空气的比热容。

    污水温度与自来水温度相关性较强,呈线性;其中月平均温度的相关性高于日平均温度的相关性。

    污水日平均温度与气温相关性较弱;污水月平均温度与气温相关性较强。

    总体而言,污水温度与自来水温度的相关性较强,污水温度与室外气温的相关性较弱。

责任编辑:童志威推荐

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