高　翊

（山西焦煤西山煤電公用事業(yè)分公司）

淺談西山機(jī)關(guān)澡堂廢水熱源循環(huán)利用工程

高翊

（山西焦煤西山煤電公用事業(yè)分公司）

本方案采用熱泵技術(shù)代替現(xiàn)有供熱方式，以可再生能源——低品位熱能（洗浴廢水）為熱源的新型、節(jié)能環(huán)保型技術(shù)，為居民提供全年洗浴熱水所需的熱源，實(shí)現(xiàn)廢熱的循環(huán)利用。

熱泵技術(shù)；循環(huán)利用；經(jīng)濟(jì)效益

1　立項(xiàng)背景

公用事業(yè)分公司下屬西山物業(yè)管理公司的機(jī)關(guān)澡堂擔(dān)負(fù)每日洗浴人數(shù)500人，淋浴熱水用量為100m3/d；事業(yè)公司機(jī)關(guān)澡堂日洗浴人數(shù)100人，淋浴熱水用量為20m3/d。機(jī)關(guān)澡堂有浴池2個(gè)，單池容積為14m3，一用一備，每天排水一次，排熱水14m3；事業(yè)公司機(jī)關(guān)澡堂有浴池1個(gè)，容積為5m3，每天排水一次，排熱水5m3；綜上計(jì)算，每天熱廢水量為：139m3。

據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)地調(diào)研，現(xiàn)有供熱水方式為1t/h燃?xì)庹羝仩t提供熱水，年耗氣量達(dá)24萬(wàn)m3；鍋爐需每年內(nèi)、外檢及維護(hù)；電費(fèi)需1.5萬(wàn)元；人工工資4萬(wàn)元；各項(xiàng)費(fèi)用合計(jì)約需150萬(wàn)元/年。洗浴水采用單管系統(tǒng)，洗浴廢水直接排入市政下水管道，且洗浴廢水排水溫度為32～35℃，其中蘊(yùn)藏著大量熱能，并且其質(zhì)量穩(wěn)定，水質(zhì)、水溫、水量都變化不大，受氣候影響較小，如此大的熱能被白白地排走，沒(méi)有得到有效利用。

2　詳細(xì)技術(shù)內(nèi)容

2.1本方案采用熱泵技術(shù)將溫度為32～35℃的廢水進(jìn)行回收處理，提取熱量后再將自來(lái)水加熱，將大量的低品位熱能轉(zhuǎn)換為有用的高溫?zé)崮堋?/p>

優(yōu)點(diǎn)如下：

（1）高效節(jié)能：理論計(jì)算能效比（COP值）可達(dá)到7，實(shí)際運(yùn)行COP為4～6。

（2）屬可再生能源利用技術(shù)：通過(guò)熱泵機(jī)組回收洗浴廢水中蘊(yùn)藏的低溫?zé)崮?，循環(huán)利用為居民提供全年洗浴熱水所需的熱源。

（3）節(jié)能省地。

（4）系統(tǒng)簡(jiǎn)單可靠。

2.2熱負(fù)荷計(jì)算

2.2.1洗浴水加熱熱負(fù)荷計(jì)算

澡堂循環(huán)水量為139m3/d，冷水溫度按10℃，熱水溫度按42℃。

熱負(fù)荷公式：Q=C×M×△T

式中：C——水的比熱，4.2kJ/（kg·℃）；

M——日用水總量，kg；

△T——水溫差，℃。

日洗浴水加熱熱負(fù)荷：

2.2.2浴池恒溫?zé)嶝?fù)荷計(jì)算

（1）西山煤電機(jī)關(guān)澡堂有浴池2個(gè)，單池容積為14m3，一用一備，降溫按1℃/h計(jì)算。

恒溫所需的熱負(fù)荷：

澡堂浴池每天恒溫12h，所需熱負(fù)荷：Q2=58800×12= 705600kJ/d

（2）事業(yè)公司機(jī)關(guān)澡堂浴池不進(jìn)行保溫設(shè)計(jì)。

2.3設(shè)備配置

（1）選型

①淋浴水加熱機(jī)組選型

根據(jù)上節(jié)計(jì)算，洗浴水加熱熱負(fù)荷為18681600kJ/d。

選用HL14-450kW型水源熱泵熱水機(jī)組，機(jī)組日工作14h，COP值為5.0，輸入功率分別是：90kW，輸出功率：450kW。

機(jī)組臺(tái)數(shù)：

②浴池恒溫機(jī)組選型

根據(jù)上節(jié)計(jì)算，西山煤電澡堂浴池恒溫?zé)嶝?fù)荷為705600kJ/d。

機(jī)組日工作12h，選用HL14-22kW型水源熱泵熱水機(jī)組，COP值為5.0，輸入功率：4.5kW，輸出功率：22kW。

機(jī)組臺(tái)數(shù)：

為了便于管理，同時(shí)考慮高峰期兩浴池同時(shí)使用，機(jī)組選用兩臺(tái)。

（2）熱泵機(jī)組能力校核

校核依據(jù)：利用廢水熱量與機(jī)組耗電量大于浴室用熱。

故機(jī)組選型合適。

2.4本工程需要達(dá)到的效果

（1）淋浴熱水蓄水箱水溫≥42℃。

（2）浴池?zé)崴疁睾銣亍?2℃。

2.5經(jīng)濟(jì)效益對(duì)比

（1）改造前燃?xì)忮仩t運(yùn)行費(fèi)用：據(jù)該澡堂提供現(xiàn)有燃?xì)忮仩t運(yùn)行資料，年耗天然氣24萬(wàn)m3，產(chǎn)水量為106t/日，天然氣單價(jià)4.0元/m3，年耗氣費(fèi)用：24×4.0=96萬(wàn)元，鍋爐年維護(hù)費(fèi)用：9.4萬(wàn)元，其中維修費(fèi)用5.5萬(wàn)元（包括日常維修2萬(wàn)元，大修3.5萬(wàn)元），鍋爐年檢費(fèi)用3.9萬(wàn)元，人員管理費(fèi)用：1人×4萬(wàn)元=4萬(wàn)元，電費(fèi)：1.5萬(wàn)元，鍋爐折舊費(fèi)：6.2萬(wàn)元，合計(jì)每年總運(yùn)行費(fèi)用：96＋9.4＋4+1.5+6.2=117.1萬(wàn)元。

當(dāng)鍋爐產(chǎn)水量滿足現(xiàn)有要求的139t/日，其各項(xiàng)費(fèi)用分別為：

年耗氣費(fèi)用：96×139÷106=125.89萬(wàn)元。

電費(fèi)：1.5×139÷106=1.97萬(wàn)元。

其他費(fèi)用：2×134÷106=2.62萬(wàn)元。

鍋爐年維護(hù)費(fèi)用、人員管理費(fèi)、鍋爐折舊費(fèi)維持原費(fèi)用不變。

則合計(jì)每年總運(yùn)行費(fèi)用：125.89+9.4+4+1.97+6.2+2.62= 150.08萬(wàn)元。

（2）改造后水源熱泵運(yùn)行費(fèi)用

①運(yùn)行基本參數(shù)

平均電價(jià)：0.63元/度。

洗浴熱水加熱時(shí)間：14h/d，365d/年。

澡堂恒溫時(shí)間：12h/d，365d/年。

②運(yùn)行費(fèi)用

運(yùn)行費(fèi)用=設(shè)備功率×運(yùn)行時(shí)間×電價(jià)。

=[1×90（加熱泵組功率）×14+1×4.5（恒溫泵組功率）×12+25× 12（所有水泵功率）]×365×0.63×1.02=37.85萬(wàn)元。

機(jī)組年折舊：232.34÷18=12.91萬(wàn)元。

運(yùn)行費(fèi)每年：15.81萬(wàn)元。

合計(jì)年運(yùn)行費(fèi)用：37.85＋15.81+12.91=66.57萬(wàn)元。

（3）運(yùn)行費(fèi)用比較：

燃?xì)忮仩t年運(yùn)行費(fèi)用（含折舊）=150.08萬(wàn)元。

水源熱泵項(xiàng)目年運(yùn)行費(fèi)用（含折舊）=66.57萬(wàn)元。

年運(yùn)行費(fèi)用可節(jié)約=150.08-66.57=83.51萬(wàn)元。

3　主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)

（1）從洗浴后的低品位熱源廢水中提取熱能，變廢為寶；

（2）將制冷技術(shù)運(yùn)用到采暖技術(shù)中；

（3）實(shí)現(xiàn)節(jié)能、環(huán)保，為企業(yè)創(chuàng)造出可觀的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。

4　社會(huì)、經(jīng)濟(jì)效益

（1）環(huán)保效益：項(xiàng)目實(shí)施后將實(shí)現(xiàn)洗浴廢熱回收，變廢為寶。符合國(guó)家循環(huán)經(jīng)濟(jì)、節(jié)能減排等產(chǎn)業(yè)政策和山西省委省政府轉(zhuǎn)型發(fā)展的總體要求。

（2）經(jīng)濟(jì)效益：項(xiàng)目實(shí)施后年費(fèi)用（含折舊）為66.57萬(wàn)元，較現(xiàn)有燃?xì)忮仩t年節(jié)約費(fèi)用（含折舊）83.51萬(wàn)元。

（3）社會(huì)效益：項(xiàng)目實(shí)施后將實(shí)現(xiàn)污染物零排放的目標(biāo)。為山西省碧水藍(lán)天的奮斗目標(biāo)做出了自己的貢獻(xiàn)，既是德政工程，也是民心工程。

5　推廣前景

熱泵技術(shù)與直接用電能、燃?xì)?、燃油及燃煤等一次能源的供熱方式相比較，能源熱效率要高，具有廣泛的節(jié)能與環(huán)保意義。本方案采用的是廢水水源，循環(huán)流動(dòng)于共同管路中的水，推廣到可利用外部能源從低品位熱源向高品位熱源轉(zhuǎn)移熱量。

通過(guò)此項(xiàng)目的實(shí)施，達(dá)到企業(yè)降低能耗，減少成本為目的，這是一項(xiàng)環(huán)保效益、經(jīng)濟(jì)效益可觀、社會(huì)效益顯著的民生節(jié)能工程。

TU822

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1673-0038（2015）50-0118-02

2015-11-26