节能

公共浴室余热回收系统研究

2016-11-01 14:17:20 中国太阳能工程 作者:刘文庆 李强

1前言

各大院校、企事业单位、部队和洗浴中心等大中小型单位都建设有公共浴室间,特别是食品企业与畜牧单位,洗浴人数量众多及消耗热水量大。人们洗浴时必然会排放大量带有余热的温水至下水道,造成热量的流失。

据调查,近几年北京洗浴中心大约为3000家,仅洗浴中心洗澡这一项每年消耗水资源就高达8160万吨,相当于23个昆明湖,加上企事业单位的洗浴消耗,仅洗浴消耗热水量突破2万吨。

这些带有温度的温水大部分经过地下污水管线汇流到污水处理厂,污水自身蕴藏的热量会顺着下水管道造成浪费。

2洗浴污水蕴藏着大量的热能

以一家员工500人的单位为例,每天洗浴人数约400人,每天消耗洗浴热水40吨,排放污水约48吨。

使用完毕的洗浴污水温度一般在30℃,假如使用污水源热泵提取温度可提取:48×(30-5)×1.163=1396kW/h

加热40吨洗浴热水需要耗能为:

40×(18-50)×1.163=1489kW˙h

空气源热泵5℃环境温度工况时,效率为300%。

加热40吨洗浴热水,平均需要1489÷3×1.15=570kW˙h

注:1.15为水泵功耗

污水源热泵效率为450%,采用污水源热泵利用洗浴热水余热回收技术运行费用:

1396÷450×1.15=357kW˙h

每年可节省(570-357)×360=76680kW˙h

3污水源余热回收原理

考虑使用完毕的污水会勾兑冷水,排放时水量会有所增加。假如洗浴热水为40吨,使用完毕后,所收集的污水会增加约20%,变成48吨污水。所以收集污水的水箱容水量需大于洗浴热水箱容量的20%,甚至更大。

如图1所示,系统初次运行时,利用空气源热泵给予楼顶水箱初次升温,待水箱温度达到洗浴温度时,空气源热泵基本闲置。浴室在使用热水时无水会汇集到下面污水主箱内,污水主水箱水漫溢流到污水次水箱,污水次水箱水满时,污水源热泵便可启动运行加热楼顶储热水箱。

4污水余热回收系统优势与问题

优势:节能高效,洗浴热水的热能在排放的过程中被热泵吸收取回,再次储存到洗浴热水箱内,除去管道热损,比空气源热泵节能率高23%。

劣势:污水有大量毛发及油泥,收集时必须经过过滤。管道需每年清洗,热泵换热器需每半年清洗一次。

5工程案例

河南驻马店鲁南职业学校,师生洗浴热水项目,日用水量10吨。采用洗浴热水污水余热回收系统。

5.1系统配置

该项目配置蓄热水箱10吨、空气源热泵DKXRS-25机组1台(作为初次启动使用)、污水源热泵SXRS-26机组1台和污水收集池8吨2个。

5.2系统运行原理

如图3所示,洗浴热水初次运行时,启动空气源热泵机组,在规定时间内加热10吨洗浴热水。正常运行时,主要依靠污水源热泵加热洗浴热水,空气源热泵处于停滞状态。洗浴热水箱存满热水,洗浴间用水,污水收集到污水水箱,污水箱残留温度28-32℃,污水源热泵提取污水箱温度,再次加热洗浴热水至60℃。

延伸阅读:

【技术】竖式逆流烧结余热回收工艺和设备开发

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