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原生污水源热泵建筑规模化应用技术集成与数据研究

发布时间:2016年09月27日 点击数: 字号:
研究起止日期:  2011.11~2014.11 成果水平:  国内领先
成果第一完成单位:  天津市建筑设计院 项目负责人:  伍小亭
成果主要完成人员名单:  王砚、芦岩、宋晨、吴永乐、尹宝泉、董维华等 成果验收日期:  2014-12-11
成果体现形式:  新工艺 研究形式:  独立研究
知识产权形式:  无 应用情况:  产业化应用
知识产权内容:  
第一完成单位情况:  

单位名称:天津市建筑设计院
通讯地址:天津市河西区气象台路95号
邮政编码:300074
网址:http://www.tadi.net.cn
传真:022-23543727
单位联系人:尹宝泉
联系人电话:022-23543063
电子信箱:jidianyanfa@126.com
成果转让联系人:尹宝泉
电子信箱:jidianyanfa@126.com

转让意向与范围:  可国(境)内外转让 推广形式:  合作开发
成果简介
  该课题以河北师范大学新校区项目为载体,分析研究了国内外污水源热泵建筑供冷供热的现状及发展趋势;梳理并评价了影响原生污水源热泵系统的要素,如热泵机组、换热器、污水的水质与水温;提出了以曝气池水温或排水水温替代原生污水温度,以全工况模拟分析为基本研究手段,以集成与参数优化为基础的原生污水源热泵系统设计方法,对运行数据进行了深入分析;从方法学与技术集成的角度,实现了原生污水源热泵建筑供冷供热系统可选择、可复制、可推广的研究目标。
  解决了从小规模建筑应用到大规模建筑应用的技术突破,进行了原生污水水质、水温、水量,规模化利用中热泵机组适应性,高效污水换热器及系统控制等,并通过实际的项目运营数据,验证了系统参数的设置,同时为运营优化提供了相应的建议。
  项目先后获得了中国勘察设计协会,二〇一三年度优秀工程勘察设计奖建筑环境与设备专业二等奖;天津市工程咨询协会天津市2010年度优秀工程咨询成果三等奖。
  作为项目示范的河北示范大学新校区,原生污水源热泵机房建筑面积3343.5m?,可为学校50余万m?的建筑提供供暖和制冷服务(目前实际服务面积37万m?),该项目机房的主要设备有:3台高温离心热泵机组,2台螺杆式热泵机组,总制热量37318KW,总制冷量为30124KW;38台清水泵,9台污水潜水泵,阀门239台,分水器16台。是目前为止,我国规模最大的原生污水源热泵系统,总投资约5000万元,具有显著的社会及经济效益。
  河北师范大学新校区污水源热泵建筑规模化供冷供热系统与燃气锅炉房相比,热能利用效率提高了73.65%,实现了校区"现场零碳排放",提高了冬季电网的输送效率;与燃煤锅炉房相比,年约可减少标准煤消耗4353吨/年,约可减少CO2排放11318吨、SO2排放37吨、NOX排放32.2吨,并且无任何废渣、废气排放;年节约供热费总量近600万元,系统增量投资回收期在56年。
  经对完整一年的数据分析,发现系统存在"大流量,小温差"的问题,具体表现在:冬季采暖平均供回水温差为8.2℃,偏离设计温差(15℃)45.3%;空调系统供热期间平均供回水温差为3.1℃,偏离设计温差55.7%;全年空调供冷平均供回水温差为2.98℃,供回水温差偏离设计温差57.4%,建议采用质与量调节耦合的方法。若按此方法调整,系统TCOP可从目前的4.12,提高到4.44,供冷TCOP从目前的4.17,提高到4.25。
  数据统计分析结果表明,该系统具有较好的节能减排效益,同时也仍旧还有较大的能效提升空间,因此根据系统的实际效果,进行基于节能目标的运行优化,显得尤为重要。随着我国城市化水平的不断提高,城市污水排放量也将逐渐增大,加之现有的污水资源的利用率不高,原生污水源热泵系统有着巨大的、广阔的应用前景。