CN113988604A - 一种再生水源热泵区域供热规划方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种再生水源热泵区域供热规划方法，其核心思想是污水处理厂的再生水通过再生水管道输送至各个项目的再生水源热泵机房，在项目内设置再生水平衡缓冲池，用以均衡再生水全天24小时用水量。污水处理厂再生水由于其工艺特性，全天24小时波动不大。用户侧再生水需求量和供热负荷成正比，由于室外气温的昼夜变化，具有非常大波动；对于夜间仅有防冻和保温需求的办公楼和商业综合体，其波动幅度可达90％。用户侧再生水需量经过再生水平衡缓冲池平衡后全天再生水用量能够达到基本恒定，使得再生水的用量从峰值转变为平均值，可大幅度提升污水处理厂再生水余热利用率。对比传统的按照峰值负荷规划方法，同等水量的再生水供热面积可增加30％‑50％，其节能减排效果显著，具有良好的经济效益和社会效益。
Description
技术领域
本发明属于能源技术领域，具体涉及一种再生水源热泵区域供热规划方法。
背景技术
污水处理厂再生水的低温余热，已经成为我国北方地区一种重要的余热回收供热资源。采用再生水源热泵进行区域供热在国内已经有了大量实际应用案例。
目前，采用再生水源热泵进行区域供热的规划方法都是按照项目的供热峰值热负荷对应的再生水流量进行规划。污水处理厂由于其生产工艺要求，通常每天的再生水出水量在24小时内基本稳定，仅在进行反冲洗工艺时有一定波动，并且波动幅度不大；而用户侧再生水需求，随着热负荷变化较大，白天随着外界气温的升高，供热负荷也逐渐降低，再生水量需求也随之降低。以办公楼为例，峰值供热负荷出现在早晨上班和下午临近下班阶段，夜间仅仅需要防冻供热负荷即可，其再生水波峰和波谷的需求量差异可达到90％；商业建筑和办公建筑相似。即使是全天24小时供热住宅或者酒店，供热负荷也存在30％-40％波动性。
采用峰值供热负荷进行再生水源热泵供热规划，将造成再生水量巨大浪费。将用户侧的再生水量进行均衡，可最大幅度提高再生水的利用率，提升再生水的供热面积。
发明内容
本发明的目的在于提供一种再生水源热泵区域供热规划方法，以解决上述问题。
(一)本发明提供一种再生水源热泵区域供热规划方法，其系统示意图如图1所示，其核心思想是污水处理厂的再生水通过再生水管道输送至各个项目的再生水源热泵机房，在项目内设置再生水平衡缓冲池，用以均衡再生水全天24小时用水量。污水处理厂再生水由于其工艺特性，全天24小时波动不大。用户侧再生水需求量和供热负荷成正比，由于室外气温的昼夜变化，具有非常大波动；对于夜间仅有防冻和保温需求的办公楼和商业综合体，其波动幅度可达90％。用户侧再生水需量经过再生水平衡缓冲池平衡后全天再生水用量能够达到基本恒定，使得再生水的用量从峰值转变为平均值，可大幅度提升污水处理厂再生水余热利用率。对比传统的按照峰值负荷规划方法，同等水量的再生水供热面积可增加30％-50％，其节能减排效果显著，具有良好的经济效益和社会效益。
本发明提供的一种再生水源热泵区域供热规划方法，其系统示意图如图1所示。在夜间供热负荷较低时，再生水部分输送给再生水源热泵机组满足低负荷供热需求，另外一部分进入平衡缓冲池蓄存；两个电动调节阀互为反向调节进入热泵的再生水量和进入缓冲池的再生水量。当进入供热高峰再生水水量不足时，水泵从平衡缓冲池中抽水补充再生水量以满足供热需求。
本发明提供的一种再生水源热泵区域供热规划方法，其设计日再生水流量计算方法如下：
q：设计日再生水供水流量(m3/h)；
qi：设计日再生水逐时需求量(m3/h)；
loadi：设计日逐时热负荷(kW)；
COP：再生水源热泵供热工况能效比；
Tin：设计日再生水进水温度(℃)；
Tout：设计日再生水出水温度(℃)；
η：安全系数(取值1.05～1.1)。
i：1-24小时。
本发明提供的一种再生水源热泵区域供热规划方法，其设计日再生水池有效容积计算方法如下：
qi＝loadi×(1-1/COP)×0.86/(Tin-Tout)
当
时，
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，并不构成对本发明的不当限定。
图1一种再生水源热泵区域供热规划方法系统示意图。
图2冬季设计日再生水平衡图。
具体实施方式
沈抚新区国际商务中心，项目满足园区入住企业夏季供冷、冬季供热需求，总供能覆盖建筑面积预计约485万平方米。其中冬季供热总接入面积为485万平方米；夏季供能接入面积为340万平方米。建筑功能包含商务、商业、商住、文化等建筑类型。商业空调开放时间为9：00-22：00，办公空调开放时间为8：00-18：00，公寓全天24小时空调开放。全年供热时间151天，供冷100天。办公空调开放时间不含周末和节假日。拟采用距离9.5公里外三宝屯污水处理厂的再生水进行供热。按照本专利的规划方法，其一期再生水量平衡如表1和图2所示。
表1冬季设计日再生水平衡表
从上表分析可知，再生水峰值需求7011m3/h，通过本发明专利的规划方法进行重新规划后，再生水需求量降低至3152m3/h，峰值再生水的需求量降低了55％。按照上述方式进行规划，原有污水处理厂的供热面积可扩大接近1倍，节能减排效果显著。
Claims (4)
1.本发明公开了一种再生水源热泵区域供热规划方法，其核心思想是污水处理厂的再生水通过再生水管道输送至各个项目的再生水源热泵机房，在项目内设置再生水平衡缓冲池，用以均衡再生水全天24小时用水量。污水处理厂再生水由于其工艺特性，全天24小时波动不大。用户侧再生水需求量和供热负荷成正比，由于室外气温的昼夜变化，具有非常大波动；对于夜间仅有防冻和保温需求的办公楼和商业综合体，其波动幅度可达90％。用户侧再生水需量经过再生水平衡缓冲池平衡后全天再生水用量能够达到基本恒定，使得再生水的用量从峰值转变为平均值，可大幅度提升污水处理厂再生水余热利用率。对比传统的按照峰值负荷规划方法，同等水量的再生水供热面积可增加30％-50％，其节能减排效果显著，具有良好的经济效益和社会效益。
2.根据权利要求1所述的一种再生水源热泵区域供热规划方法，其系统示意图如图1所示。在夜间供热负荷较低时，再生水部分输送给再生水源热泵机组满足低负荷供热需求，另外一部分进入平衡缓冲池蓄存；两个电动调节阀互为反向调节进入热泵的再生水量和进入缓冲池的再生水量。当进入供热高峰再生水水量不足时，水泵从平衡缓冲池中抽水补充再生水量以满足供热需求。
3.根据权利要求1所述的一种再生水源热泵区域供热规划方法，其设计日再生水流量计算方法如下：
q：设计日再生水供水流量(m3/h)；
qi：设计日再生水逐时需求量(m3/h)；
loadi：设计日逐时热负荷(kW)；
COP：再生水源热泵供热工况能效比；
Tin：设计日再生水进水温度(℃)；
Tout：设计日再生水出水温度(℃)；
η：安全系数(取值1.05～1.1)。
i：1-24小时。
V：再生水池有效容积(m3)
4.根据权利要求1所述的一种再生水源热泵区域供热规划方法，其设计日再生水池有效容积计算方法如下：
qi＝loadi×(1-1/COP)×0.86/(Tin-Tout)
当
时，
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