扬子水源热泵产品在 山东华元大厦工程中的应用

　　工程概况
山东华元大厦工程地处夏热冬冷的山东诸城市，是该市一座标志性的新型节能办公大楼。其空调面积为10559m2 ，冬天需要采暖，夏季需要空调，设计冷负荷为1154kW，设计热负荷为527kW。该工程靠近诸城市城市总污水干渠，最近距离只有60m。总污水干渠宽3.8m，高2m，在产生污水的低峰期污水流速0.1m/s，深度0.2m，其流量为270m3/h，夏季污水温度通常在18℃，最高24℃，冬季通常在16℃，最低10℃。可见，该污水源是良好的空调冷热源（污水源热泵夏季工况18~29℃，冬季工况10℃以上）。用城市生活污水作为空调冷热源有以下优点：
(1)节电污水源热泵将污水中的热量连同机组电耗一并转移到室内，能效比达4以上，远高于传统的空气源热泵机组（能效比3左右）；污水源热泵夏季运行冷凝温度低，冬季运行蒸发温度高，工况稳定，效率高、寿命长。
　　
　　(2)节水污水源热泵系统，无需使用地下水源，或专门设置冷却塔、锅炉房。
　　
　　(3)环保效果显著，运行安全不需锅炉，没有燃烧过程，不存在固体废弃物、有毒有害气体及烟尘排放等问题，是环保型空调系统。可省去打井费用，不需要抽水与回灌所需的动力，避免出现由于回灌不当而引发的地下水资源的破坏问题。
　　
　　为此我们把该工程设计为水源(污水源)热泵中央空调系统。水源热泵系统按照处理冷热源集中程度可分为集中式和分散式的。为了满足办公个性化要求，增加系统灵活性，该工程我们设计的是分散式水源热泵系统，使系统有“人来则开、人走则关”的灵活性，最大限度降低运行成本。
　　
污水换热器设计
本系统所需的PE管总长度为：
1385kW×1000÷35W/m＝39542m，取整数为4万米；
系统水流量为230m3/h，设计管内水流速0.6m/s；单管为DN25，单管换热量为35W/m，总长40000m，共分四大组，每大组分10小组，每小组5根单管，单程长度为200m，共200根。另外预留12小组，共60根单管，总长12000m。
　污水渠的相应处理措施
如果只是利用污水自然深度0.2m来浸泡PE换热管网，是不可行的，所以需要堵截污水，经计算污水堵截高度为0.6m为宜，堵截墙中间设计一扇门，此门其一可以解决污水量过大时泄洪，其二可以根据PE管上吸附污垢量的增大通过定时打开排泄门来冲刷污垢。在污水堵截墙前端设一警界水位，当污水出现极限高峰或暴雨时，为不影响此时的排污，在警界水位处安装水位探头，其控制报警器，当水位达到警界水位就自动报警，人为打开排污门泄洪。这样在极限情况下也不会影响市政设施的正常作用。
　　
　　污水中含有大量污物，如果任由污水直接通过PE管网，不久就会造成堵塞，这样既不利于PE管网换热，也不利于污水排放，所以需采取拦污措施。在距最前端PE管网2m处设置一个拦污栅，拦污栅与污水渠一侧形成40度的夹角，在夹角处砌一污水沉淀池，这样随着污水的不断冲刷，附在拦污栅的污物会自然漂移到污水沉淀池中。
经济效益分析
a、水源热泵系统和常规中央空调系统的比较
　 b、污水源热泵空调与传统空调（螺杆机）运行费用分析
　　
　　由此可见：传统空调（螺杆机）及采暖系统（城市蒸汽）全年运行费用434476元/年，污水源热泵空调全年运行费用为295404元/年，运行费用比传统空调全年节省约14万余元，其中投资比传统空调高出13万元，可见一年内年即可收回投资。该空调系统使用效果良好，能耗达到设计要求。
　　
　　社会效益分析
该项目采用城市生活污水的冷热源与常规冷热源相比，减小了大楼的配电容量，节省了电力增容费用。
　　
　　与常规燃气锅炉供热系统相比，不消耗一次能源，不会产生废气排放，利于环境保护。
　　
　　采用水源热泵系统无冷却塔，无噪音，采用污水封闭换热系统进行能量交换，不会产生飘洒现象，无空气污染，无水量损失，无需补水。
　　
　　以城市污水为冷热源的水源热泵,变废为宝，使用低品位的污水中热能加辅助电力，系统COP达到4以上，降低了一次能源使用，提高了能源使用价值。