奧運(yùn)村再生水源熱泵節(jié)能模式_圖文

1、奧運(yùn)村再生水源熱泵節(jié)能模式口吳林沒有人會(huì)將遠(yuǎn)在7公里外的清河污水處理廠和奧運(yùn)會(huì)重點(diǎn)工程聯(lián)想在一起。然而,奧運(yùn)村再生水源熱泵項(xiàng)目的用水源頭就是看起來很平常的清河污水處理場(chǎng)。負(fù)責(zé)奧運(yùn)村建設(shè)的國(guó)奧公司總工徐婭柯介紹.奧運(yùn)會(huì)期間,清河污水處理廠排放的再生水將為運(yùn)動(dòng)員提供冷氣,制冷面積將達(dá)到41.3萬平方米。此外.該系統(tǒng)還能滿足冬季采暖需求。這是我國(guó)城市中(污水大型熱泵系統(tǒng)在國(guó)內(nèi)首次大規(guī)模的運(yùn)用.可以說.奧運(yùn)村項(xiàng)目在拓展城市污水利用方面有著重要意義。一遠(yuǎn)程利用6月底,清華大學(xué)熱能工程系教授史琳緊繃的神經(jīng)終于可以稍微放松一下了作為奧運(yùn)村再生水源熱泵系統(tǒng)課題組的成員,從2005年參與提倡將再生水源熱泵技術(shù)用

2、于奧運(yùn)村,調(diào)查并提供可行性報(bào)告,再到后來做了不計(jì)其數(shù)的實(shí)驗(yàn),她在這個(gè)項(xiàng)目中已經(jīng)堅(jiān)守了3年。史琳之所以提出采用再生水源熱泵.是因?yàn)樗J(rèn)為水源熱泵的關(guān)鍵是源的問題,在各種源中,再生水是不會(huì)引起其他環(huán)境問題的非常有應(yīng)用價(jià)值的熱泵冷熱源?，F(xiàn)在各個(gè)城市都有污水處理廠.而且污水處理量越來越大,如果把污水處理廠處理過的水用作熱泵的源.成本會(huì)很低,可回收的能量會(huì)很可觀。此外,再生水的溫度十分穩(wěn)定。據(jù)監(jiān)測(cè),清河污水處理廠的二級(jí)排水年最高水溫是26.5攝氏度,最低水溫是12.5攝氏度,水溫變化曲線很平緩。不過,該項(xiàng)目也曾受到一些專家的質(zhì)疑,認(rèn)為取水口和奧運(yùn)村熱泵機(jī)房距離太遠(yuǎn)(管線單程總長(zhǎng)度3.7公里,水泵耗功會(huì)比

3、較大.很難實(shí)現(xiàn)節(jié)能。對(duì)此,史琳也承認(rèn)該項(xiàng)目確實(shí)“距離稍遠(yuǎn)”。因此,為了實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)節(jié)能.采用了效率高的設(shè)備.比如板式換熱器.離心式熱泵機(jī)組.三級(jí)變頻泵等節(jié)能措施,使整個(gè)系統(tǒng)的性能達(dá)到了較高水平。技術(shù)突破板式換熱器的運(yùn)用,可以稱得上奧運(yùn)村再生水源熱泵項(xiàng)目的一大技術(shù)突破。相比起被廣泛使用的管殼式換熱器.它造價(jià)低.體積小.換熱效率高。板式換熱器造價(jià)約為管殼式換熱器的30%左右。然而.用污水做源存在容易結(jié)垢的問題.會(huì)降低換熱的效率。因此,課題組必須研究污垢的規(guī)律.它和換熱的關(guān)系以及對(duì)換熱的影響。為此.清華大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)搭建了很多實(shí)驗(yàn)臺(tái)去研究污垢。這樣的研究屬于交叉學(xué)科領(lǐng)域.以前并沒有人把再生水作為熱源系統(tǒng)

4、研究過。環(huán)境系研究污水,僅限于研究污水的成分小于多少達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn).并不關(guān)心污垢和換熱的關(guān)系。于是,學(xué)熱物理的專家變成了微生物研究者。通過取樣,課題組研究污垢微生物的種類,研究影響污垢生長(zhǎng)的因素和時(shí)變規(guī)律。一個(gè)污垢的完整周期就要五六十天,在研究期間.整個(gè)團(tuán)隊(duì)已經(jīng)記不清做了多少實(shí)驗(yàn)。最后.他們掌握了大量水.污垢的信息.得出了它的換熱曲線。此外.板式換熱器不好清洗.課題組發(fā)明了在位清洗的辦法.這也成為了奧運(yùn)村項(xiàng)目對(duì)再生水源熱泵領(lǐng)域開拓的一大貢獻(xiàn)。據(jù)估測(cè),該項(xiàng)目系統(tǒng)的制熱效率(cOP達(dá)到3.67.這還是非常保守的計(jì)算.并 且已經(jīng)包含了熱泵和水源測(cè)的泵耗。此外.該系統(tǒng)還可使:?奧運(yùn)村每年節(jié)省燃煤3600

5、噸,減排二氧化碳8600噸。,一模式創(chuàng)新對(duì)于奧運(yùn)村項(xiàng)目而言,奧運(yùn)期間最重要的原則當(dāng)然是系統(tǒng)運(yùn)行的安全,可靠性。但在奧運(yùn)會(huì)后,投資收益和系:統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性則被看得很重。;作為項(xiàng)目參與單位之一的華清集團(tuán),為該項(xiàng)目改變了以往的項(xiàng)目運(yùn)作模式.專門成立了能源投資公司.進(jìn)行能;源投資。對(duì)項(xiàng)目從科研.設(shè)計(jì).設(shè)備招標(biāo).運(yùn)營(yíng)管理.收,費(fèi)經(jīng)營(yíng)全部的環(huán)節(jié)負(fù)總責(zé),對(duì)系統(tǒng)的安全,技術(shù).經(jīng)濟(jì),節(jié)能等性能指標(biāo)做綜合的平衡和考慮。其中.在該項(xiàng)目上實(shí)施冷熱計(jì)量收費(fèi).這也是北京市的示范工程。而從參與奧運(yùn)項(xiàng)目開始.原先在中高溫?zé)岜醚芯可铣晒S富的史琳.則借此進(jìn)入了新的研究領(lǐng)域?，F(xiàn)在,她和她的“研究團(tuán)隊(duì)把研究的重點(diǎn)放在污水廠內(nèi).希望

6、不僅僅將污水回收用于供暖和制冷,還可以做綜合性的嘗試,比如將污泥烘,干燒掉.或加熱污泥厭氧反應(yīng)用于產(chǎn)生的反應(yīng)氣等。目蠡奧運(yùn)村太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)奧運(yùn)村及奧運(yùn)場(chǎng)館太陽(yáng)能熱泵中央熱水系統(tǒng)項(xiàng)目由中國(guó)科學(xué)院.北京市西城區(qū)科學(xué)技術(shù)委員會(huì)、北京市西城區(qū)體育局聯(lián)臺(tái)組織并資助。項(xiàng)目承擔(dān)單位為廣州能源研究所?？傮w目標(biāo)是:針對(duì)2008年北京奧運(yùn)會(huì)奧運(yùn)村和奧運(yùn)場(chǎng)館需要大量生活熱水和加熱的熱能.研究利用清潔無污染的太陽(yáng)能.并輔助以熱泵技術(shù).以游泳場(chǎng)館為應(yīng)用實(shí)例.研制一套基于太陽(yáng)能為主要熱能來源,以熱泵為輔助的全年熱水供給系統(tǒng)。該項(xiàng)目將摒棄以往大型太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)輔助以具有污染和安全隱患的燃油氣鍋爐或高能耗的電輔助加熱系統(tǒng).以

7、先進(jìn)的熱泵技術(shù)解決太陽(yáng)能在陰雨天氣時(shí)不能提供足夠溫度的熱水的缺點(diǎn).由于運(yùn)用熱泵技術(shù),使低輻射值的太陽(yáng)能能夠得到充分的利用,可大大提高太陽(yáng)能集熱系統(tǒng)的效率。系統(tǒng)將通過智能控制,識(shí)別工作模式,實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)無人化操作。通過該項(xiàng)目的實(shí)施.為北京奧運(yùn)村和奧運(yùn)場(chǎng)館的設(shè)計(jì)建設(shè)提供示范。該項(xiàng)目建立了一套以太陽(yáng)能為主、熱泵為輔,日產(chǎn)35噸、溫度為50的熱水供給系統(tǒng),用于洗浴和游泳池加熱。系統(tǒng)主要由太陽(yáng)能集熱器、熱泵、換熱設(shè)備、循環(huán)泵、儲(chǔ)熱水箱及控制器等組成。太陽(yáng)能集熱器是該項(xiàng)目的主要設(shè)備,選用直流式真空玻璃管集熱器型號(hào)為ZLwF一100/16,規(guī)格為o 100×2OOo×16支,每個(gè)模塊的采光

8、面積為4m:;集熱器的特點(diǎn)是.效率高.防凍抗雹.安裝靈活、可水平或垂直安裝于平屋頂或立面墻上,特別適合大面積強(qiáng)制循環(huán)太陽(yáng)能集熱器陳列。真空管和吸熱條帶可以繞軸旋轉(zhuǎn)使吸熱板以最佳位置面向太陽(yáng)。熱泵作為太陽(yáng)能不足時(shí)的輔助供熱設(shè)備。該系統(tǒng)專門設(shè)計(jì)了與太陽(yáng)能能夠有效配套的熱泵裝置.熱泵的蒸發(fā)器具有雙功能。其特點(diǎn)是.在太陽(yáng)能集熱器能夠產(chǎn)生供熱要求的50溫度時(shí),由太陽(yáng)能提供加熱熱水所需的熱量,當(dāng)太陽(yáng)能只能產(chǎn)生低于50的熱水時(shí),太陽(yáng)能作為低溫?zé)嵩催M(jìn)入蒸發(fā)器.通過熱泵的冷凝器制取50的熱水;在連續(xù)陰雨天氣的情況下,太陽(yáng)能將無法提供一定溫度的熱量,此時(shí)熱泵將以環(huán)境空氣為熱源,制取熱水。智能控制器該項(xiàng)目采用智能化計(jì)算機(jī)全自動(dòng)控制器,并進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)和記錄。通過分析太陽(yáng)能輻射值、集熱器內(nèi)工質(zhì)溫度.熱水箱溫度、游泳池水溫度選擇太陽(yáng)能熱泵系統(tǒng)的工作方式,始終使系統(tǒng)處于最佳的工作狀態(tài)?？刂葡到y(tǒng)還將通過對(duì)集熱器溫度.環(huán)境溫度.水泵運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè),保護(hù)由于過冷、過熱和設(shè)備故障等引起的系統(tǒng)不正常運(yùn)行。太陽(yáng)能熱泵供熱系統(tǒng)將充分利用太陽(yáng)能和空氣源的熱能。系統(tǒng)的主要特點(diǎn)是:1.利用清潔無污染的太陽(yáng)能為主,以空氣源熱泵為輔助,充分利用可再生能源,整個(gè)系統(tǒng)無”蘭廢”排放i 2,具有較高的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益,與燃油鍋爐供熱系統(tǒng)相比節(jié)能60%