用于热泵系统的污水换热技术
摘要：城市及工业污废水因其蕴含大量的低温热能而可成为热泵系统的外部热源/热汇；由于水质原因污废水的利用需通过换热器换热进行间接利用。下面结合工程实例来探讨专用于热泵系统的离心换热器污水换热技术。
关键字：污水换热，离心换热器
随着国民经济和城市化建设的不断发展，城市及工业污废水的排放量越来越大，而污废水中蕴含着大量低温热能，如果能充分利用这些排放掉的热能用于建筑采暖，将大大减少社会能源的消耗以及能源燃烧向大气中排放的污染物；同时夏季各建筑制冷向室外排放的热量可排放到污废水中，从而缓解气温的过度上升和城市的热岛效应。
下面结合丹东国税局污水源热泵项目实例来讨论污水换热技术的应用。
一、工程概况及换热计算
本项目位于辽宁省丹东市，建筑面积13000平方米，采暖热负荷为848kW，采用一台螺杆式热泵主机。污水干渠离项目建筑距离为50m，冬季污水最低温度12℃。
换热计算：
1、根据甲方提供修正后的主机制热量及输入功率，计算出系统所需污水提供的热量为643.5kW。
2、根据换热公式F = Q/(Δt•K)计算换热面积：
F = 643.5/(2*1.76) = 182.81㎡
（F—换热面积㎡；Q—换热量kW；Δt—平均对书温差2℃；K—换热 系数1760W/㎡•℃）
对计算的换热面积乘以1.1的安全系数，得换热面积为201.09㎡
则根据选型采用两台型号为RHES-C-100的换热器。
二、污水换热难点及解决方法
污水由于其水质差、水况不稳定等特点，在对其进行换热时容易发生堵塞、结垢、腐蚀等现象。目前国内所采用的壳管式、板式、容积式等“水—水间隔换热器”在应用到污水换热上，都会出现设备堵塞、设备腐蚀、换热系数下降等现象，不但缩短了设备的使用年限和效果，也给设备运行维护带来了极大的麻烦。
离心污水换热器是一款专门针对废物水再利用的换热设备，该产品由美国雷诺特公司研发。离心换热器换热流道采用360°螺旋上升的形式，污水和中介水流道宽度均采用30mm保证污水的顺利通过、防止堵塞并降低了换热介质在设备中流动的阻力损失；污水和中介水在流道中纯逆向换热并由于重力和螺旋离心力的作用呈紊流状态，有效的提高了污水换热的效率并极大的减少了污杂颗粒物在换热流道中的堆积；换热流道表面涂有专用污水换热防腐涂层，最大程度缓减了污水对换热材质的腐蚀；简而言之，离心污水换热器具以下几大特点：
1、高效换热
设备采用碳钢材质，换热系数可达1760W/㎡•℃，相对其他同类产品，换热系数提高了35.38%；
2、防堵、防垢
该设备在我国实际投入运行两年以来，效果良好，没有因堵塞造成热泵系统停止以对设备进行清洗的状况，并且换热效果良好；设备仅需在热泵系统停运期进行例行清洗即可。
3、防腐
设备匹配R-C-1106无机聚合物涂料，该涂料具有长效防腐、附着力强、绿色环保、高效方便等特别，是针对废污水防腐的专用涂料。
4、低压损
360°光滑宽敞螺旋流道，大大减小了换热介质流动中的阻力，相对其他形式的污水换热设备，压力损失可降低40%。
三、运行效果及分析
该项目污水源热泵系统自2012年11月投入运行以来，系统运行稳定，末端建筑各采暖房间温度基本达到计算要求；在经历12月初期的气温下降后，系统乃能正常运行，说明离心污水换热器能适应在污水温度较低时的正常换热，并且无换热效果的衰减。
综合本项目可知，离心污水换热器一款能够应用于废物水换热的的设备，并且具有稳定、高效等特点。随着我过经济的发展以及自然能源的消耗，大量排放的废物水可通过离心污水换热器进行热量回收以用于建筑采暖，这极大的节省了自然能源用于建筑采暖的消耗；并且在夏季制冷期可通过向废污水中排放建筑余热，减少废热向空气的排放。
综上所述，离心污水换热器是一款用于污水源热泵系统的污水换热高效节能设备。
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