導(dǎo)語(yǔ)：余熱在住宅小區(qū)的運(yùn)用探索一文來(lái)源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

論文關(guān)鍵詞:住宅小區(qū)，水源熱泵系統(tǒng)，可行性，環(huán)保節(jié)能

論文摘要:以靜樂(lè)天柱山化工廠焦化廠的職工居住小區(qū)為例，介紹了采用水源熱泵和余熱換熱器回收技術(shù)，回收利用冷卻循環(huán)水和循環(huán)氨水廢熱資源為民用建筑集中熱源和部分生活熱水，替代傳統(tǒng)的鍋爐房供熱方式，從而可大量減少一次能源消耗，減少污染物排放。

能源資源問(wèn)題關(guān)系我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展全局。為了促進(jìn)可再生能源的開發(fā)利用，增加能源供應(yīng)，改善能源結(jié)構(gòu)，保障能源安全，保護(hù)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展，國(guó)務(wù)院于2006年1月1日頒布了《可再生能源法》。隨后，財(cái)政部、建設(shè)部于2006年9月25日頒布了《可再生能源建筑應(yīng)用專項(xiàng)資金管理暫行辦法》，在專項(xiàng)資金支持的六項(xiàng)重點(diǎn)領(lǐng)域中，有四項(xiàng)都依靠水源熱泵技術(shù)。

現(xiàn)階段，我國(guó)正處于城市化的快速進(jìn)程中，隨著城市人口的增長(zhǎng)及人們生活的提升，以環(huán)保和節(jié)能為主要特征的綠色建筑及相應(yīng)的空調(diào)系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生，從各種循環(huán)利用的水源中提取能量，以解決建筑物供冷供熱的水源熱泵技術(shù)，將成為城市供冷供暖的理想選擇。近幾年，建筑市場(chǎng)發(fā)展迅猛，一大批建筑都在向“綠色”靠攏。地源熱泵技術(shù)仍然是政府熱，市場(chǎng)冷。

1、工程概況

本工程為山西天柱山化工廠焦化廠的職工居住小區(qū)余熱利用項(xiàng)目。

由于生產(chǎn)工藝要求，焦化廠設(shè)有冷卻塔兩臺(tái)，需600耐/h的冷卻水常年四季不間斷運(yùn)行，冷卻水進(jìn)塔溫度37℃~38℃，降至30℃左右返回系統(tǒng)。另有500襯/h左右的循環(huán)氨水，出水溫度70℃左右(冬季不低于65℃，夏季高于75℃以上)，水質(zhì)呈弱堿性，含微量氨和焦油，可按照10℃溫降回收。

焦化廠循環(huán)水和循環(huán)氨水每天24h不間斷運(yùn)行，每時(shí)每刻向外排放大量余熱資源。

項(xiàng)目:公司擬在焦化廠近期距離廠址2km的汾河邊投資房地產(chǎn)項(xiàng)目，主要供天柱山化工有限公司職工居住，住宅小區(qū)由住宅樓、商鋪、地下汽車庫(kù)等組成，采暖總建筑面積為15.60萬(wàn)澎。原設(shè)計(jì)為采暖熱源來(lái)自城市集中供熱管，經(jīng)小區(qū)內(nèi)設(shè)置的熱交換站制取40℃~50℃低溫水供各建筑物采暖系統(tǒng)使用。

根據(jù)天柱山住宅小區(qū)的生活所需熱水及所需熱負(fù)荷，設(shè)計(jì)方案熱源利用山西天柱山化工有限公司生產(chǎn)工藝循環(huán)氨水余熱資源經(jīng)換熱后供給，熱水供水溫度60℃。

根據(jù)建設(shè)方提供的以上相關(guān)資料建議采用水源熱泵和余熱回收換熱器技術(shù)，回收冷卻水和氨水的預(yù)熱資源，提供建筑采暖及生活熱源所需。余熱資源的回收與利用是一項(xiàng)很好的節(jié)能、減排、環(huán)保措施，大力開展能源節(jié)約與資源循環(huán)利用是企業(yè)降低成本、節(jié)能減排、增強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)力的必然選擇。熱泵是一種熱能置換裝置，輸人少量的電能將低品位置換成高品位熱能，提供采暖所需熱能。

采用熱泵型節(jié)能減排產(chǎn)品可獲政府補(bǔ)助(詳見山西省人民政府辦公廳文件晉政辦發(fā)[2008]10號(hào)文件)。故若采用水源熱泵機(jī)組加余熱回收系統(tǒng)既利用廢熱、環(huán)保節(jié)能、減少污染物排放及節(jié)約大量運(yùn)行費(fèi)用，還可有效的降低初投資。

2、總體設(shè)計(jì)思路

該項(xiàng)目主要以提取利用冷卻水和循環(huán)氨水的廢熱資源，加水源熱泵主機(jī)二次提熱為建筑提供集中熱源和部分生活熱水。

住宅小區(qū)的供熱需求及生活熱水由剩余循環(huán)氨水及水源熱泵機(jī)組(由冷卻水作為低溫?zé)嵩?提供。水源熱泵機(jī)房系統(tǒng)設(shè)計(jì)以“必須保證系統(tǒng)安全可靠運(yùn)行、機(jī)房?jī)?nèi)設(shè)備充分考慮其互換性和備用性”為設(shè)計(jì)宗旨，以“環(huán)保節(jié)能、營(yíng)造舒適環(huán)境”為主導(dǎo)設(shè)計(jì)思想，按照國(guó)家相關(guān)規(guī)范和要求為設(shè)計(jì)依據(jù)對(duì)該工程進(jìn)行設(shè)計(jì)。

確定建筑物的熱負(fù)荷:1)循環(huán)氨水經(jīng)板式換熱器換熱后為天柱山住宅小區(qū)提供所需的生活熱水負(fù)荷，供水溫度為60℃。2)剩余循環(huán)氨水經(jīng)板式換熱器換熱為新建住宅提供一部分50℃熱水可滿足地暖的制熱需求。3)在機(jī)房設(shè)計(jì)中重點(diǎn)考慮運(yùn)行的安全性、可靠性、節(jié)能性和降低運(yùn)行成本，結(jié)合建筑物不同功能分區(qū)的負(fù)荷情況，考慮全年的部分負(fù)荷運(yùn)行情況，通過(guò)測(cè)量機(jī)房室內(nèi)側(cè)回水溫度來(lái)開啟或停止冷凍水泵，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行流量調(diào)節(jié)來(lái)達(dá)到節(jié)能運(yùn)行的目的。空調(diào)機(jī)組運(yùn)行臺(tái)數(shù)與樓內(nèi)冷熱負(fù)荷相協(xié)調(diào)匹配。空調(diào)主機(jī)的運(yùn)行與水泵相互協(xié)調(diào)匹配，這樣達(dá)到節(jié)能運(yùn)行的目的。

3、工程總負(fù)荷計(jì)算及主機(jī)的確定

計(jì)算該工程總的熱負(fù)荷，以建筑物總的熱負(fù)荷為基礎(chǔ)，作為選用熱泵主機(jī)的依據(jù):1)生活熱水部分:循環(huán)氨水冬季按65℃設(shè)計(jì)，經(jīng)板式換熱器換出60℃的熱水提供系統(tǒng)所需的生活熱水;板式換熱器1熱源側(cè)進(jìn)出水溫為65℃/60℃，所需的循環(huán)氨水量為:1417/1.163/(65-60)=243耐/1i;本工程現(xiàn)有的循環(huán)氨水可滿足天柱山住宅小區(qū)設(shè)計(jì)小時(shí)耗熱量設(shè)計(jì)需求。由機(jī)房接出生活熱水外管網(wǎng)管道主管徑為DN100o2)采暖負(fù)荷部分:板式換熱器2熱源側(cè)進(jìn)出水溫為60℃/55℃，低溫?zé)嵩磦?cè)進(jìn)出水溫為50℃/40℃;生活熱水暫按200時(shí)/h考慮;可為住宅部分提供的采暖負(fù)荷為:200x1.163x(60-55)=1163kW。以上負(fù)荷可為天柱山住宅小區(qū)高層住宅、商業(yè)建筑、綜合樓建筑及地下車庫(kù)提供冬季所需采暖熱負(fù)荷。3)水源熱泵主機(jī)需提供的制熱負(fù)荷5109.4kW。據(jù)建筑物的總熱負(fù)荷，選用地源熱泵空調(diào)主機(jī)，其主機(jī)的制冷量、制熱量和耗電量為適合該水源工況下的參數(shù)(見表1)。

4、可行性分析

采用水源熱泵和余熱換熱器回收技術(shù)，回收利用冷卻循環(huán)水和循環(huán)氨水廢熱資源，為民用建筑集中熱源和部分生活熱水，替代傳統(tǒng)的鍋爐房供熱方式，從而可大量減少一次能源消耗，減少污染物排放。水源熱泵空調(diào)技術(shù)就是利用少量電能為代價(jià)，吸收工業(yè)廢水這一低品位熱源的熱量變成高品位的熱能為末端用戶供暖，一般COP值不小于4。真正達(dá)到降低運(yùn)行費(fèi)用、變廢為寶零污染的效果。

此方案符合國(guó)家節(jié)能減排的原則，可獲得國(guó)家提供的專項(xiàng)關(guān)于節(jié)能減排項(xiàng)目的補(bǔ)助資金。

本項(xiàng)技術(shù)目前的水準(zhǔn)為國(guó)際領(lǐng)先。這種系統(tǒng)為國(guó)家推廣項(xiàng)目，并有很多成功的推廣經(jīng)驗(yàn)，該系統(tǒng)節(jié)能降耗、高效減排，是適合城市發(fā)展的新型能源形式。

5、社會(huì)環(huán)境效益分析

1)綠色環(huán)保。目前中國(guó)的大氣環(huán)境污染主要是燃煤、燃?xì)猓绕涫嵌静膳嘁匀細(xì)忮仩t為主。采用水源熱泵方案，每年減少向大氣排放的大量二氧化碳(CO2)、一氧化碳(CO)、碳?xì)浠衔铩⒌趸?NO2)、二氧化硫(SO2)。水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)，僅使用少量電能驅(qū)動(dòng)便可達(dá)到冬季采暖目的，是一種新型的綠色環(huán)保的能源方式。在民用建筑及公共建筑的建設(shè)中，水源熱泵系統(tǒng)，不僅具有改變大氣環(huán)境的實(shí)際功效，還可作為體現(xiàn)“綠色環(huán)保”的形象工程。2)促進(jìn)環(huán)保節(jié)能技術(shù)的發(fā)展。水源熱泵系統(tǒng)在國(guó)外已有十幾年的運(yùn)行歷程，形成了一套比較完備的技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)。該項(xiàng)技術(shù)目前在國(guó)內(nèi)也得到了重視，很多大型的工程已經(jīng)投入運(yùn)行且目前運(yùn)行狀況良好，通過(guò)該項(xiàng)目的實(shí)施，對(duì)于促進(jìn)城市環(huán)保節(jié)能事業(yè)的發(fā)展，是十分必要和有益的。3)安全可靠，運(yùn)行穩(wěn)定。水源熱泵系統(tǒng)使用電能驅(qū)動(dòng)熱泵，吸收工業(yè)廢水中的熱量(或排放熱量)，無(wú)燃燒設(shè)備。從而不存在爆炸、燃燒等隱患。同時(shí)受天氣和溫度變化的影響很小。據(jù)專家介紹，在節(jié)電方面，水源熱泵系統(tǒng)能效比為4.0以上，與大型燃煤鍋爐相比一次能源利用效率提高80%以上，能源利用效率是電采暖方式的3倍~4倍，比傳統(tǒng)中央空調(diào)系統(tǒng)節(jié)省30%~60%的運(yùn)行費(fèi)用。水源熱泵系統(tǒng)沒有燃燒過(guò)程，不存在固體廢棄物、有毒有害氣體和煙塵的排放，減少了“溫室效應(yīng)”。