直接式污水源热泵系统工程实例介绍
张承虎、孙德兴、刘京
（哈尔滨工业大学 哈尔滨 150090）
张承虎、孙德兴、刘京
（哈尔滨工业大学 哈尔滨 150090）
摘要：本文介绍了某直接式污水源热泵工程实例的工程条件、设计要点、运行效果，并对直接式污水源热泵系统技术进行了总结。
关键词：污水、热泵、直接、工程
根据污水是否直接进入热泵主机，经常将污水源热泵系统分为间接式系统和直接式系统。到目前为止，间接式污水源热泵系统日趋成熟，应用很多。但是理论分析和工程实践都已证明，直接式污水源热泵系统比间接式系统更具技术和经济优势，是未来污水源热泵的主导方向。直接式污水源热泵技术上处于起步探索阶段，本文将笔者参与的一个直接式原生污水源热泵系统工程进行总结，将之与同行交流。
1、工程条件
本文介绍的直接式污水源热泵工程位于黑龙江省，该地区的气象参数如表1所示。
表1 主要气象条件表
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该工程是一新建宾馆式住宅建筑，总建筑面积30000m2，多层建筑共5层，建筑外观如图1所示。热负荷指标60W/m2，采暖热负荷1800kW，污水换热量1350kW。系统末端采取风机盘管，冬夏两用，末端设备如图2所示。
污水源情况：污水渠为圆型干渠，直径1.2m，充满度50%，污水流速1.2m/s，污水源流量2000m3/h。污水渠埋深7m，污水冬季最低温度7.5℃。污水源距离建筑热泵机房800m，中间还隔有一条交通干道，须采取顶管施工引退水。
2、引退水方案
经计算（具体计算方法参考本专题连载二和七），该工程设计污水温降3℃，需要污水量400m3/h。该工程在方案论证阶段共提出三种方案：套管输送换热方案（具体参考本专题连载八）、防阻机+壳管换热器方案（具体参考本专题连载三），这两种方案都采取间接式系统形式，以及防阻机+直接式热泵主机方案。
间接式系统的两个方案采取的引退水方案要点如下：
（1）在污水渠隔道的对面修建一个缓冲池，尺寸为：9m深，长4m，宽3m，缓冲池上修建水泵维修间；
（2）采取顶管施工方式，将缓冲池和污水渠连接；引水管直径500mm（充满度0.5），圆形钢筋混凝土管；坡度8‰，长60m，两端落差0.5m。
（3）在污水缓冲池内采取滑杆卡式潜水泵取水并输送，水泵扬程25mH2O；
（4）采取压力退水方式将换完热之后的污水返回污水干渠下游。
（4）采取压力退水方式将换完热之后的污水返回污水干渠下游。
套管输送换热的引退水方案如图3所示，设计参数如下：
（1）输送污水流速：1.5 m/s，中介水流速：0.8 m/s
（2）平均传热温差：2.731 ℃，接近换热极限程度：75.0 %
（3）污水换热段阻力：13.007 mH2O，中介换热段阻力：5.309 mH2O
（4）输送污水管径：0.302 m，套管外管径：0.512 m
（5）总传热系数：564.531 W/(m2℃)，总换热面积：963.301 m2
（6）换热管总长：1015.919 m
（7）工程造价预算88.4万元，土方量14175m3。
（1）输送污水流速：1.5 m/s，中介水流速：0.8 m/s
（2）平均传热温差：2.731 ℃，接近换热极限程度：75.0 %
（3）污水换热段阻力：13.007 mH2O，中介换热段阻力：5.309 mH2O
（4）输送污水管径：0.302 m，套管外管径：0.512 m
（5）总传热系数：564.531 W/(m2℃)，总换热面积：963.301 m2
（6）换热管总长：1015.919 m
（7）工程造价预算88.4万元，土方量14175m3。
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