1 前言
各大院校、企事業單位、部隊和洗浴中心等大中小型單位都建設有公共浴室間,特別是食品企業與畜牧單位,洗浴人數量眾多及消耗熱水量大。人們洗浴時必然會排放大量帶有余熱的溫水至下水道,造成熱量的流失。
據調查,近幾年北京洗浴中心大約為3000家,僅洗浴中心洗澡這 項每年消耗水資源就高達8160萬噸,相當于23個昆明湖,加上企事業單位的洗浴消耗,僅洗浴消耗熱水量突破2萬噸。
這些帶有溫度的溫水大部分經過地下污水管線匯流到污水處理廠,污水自身蘊藏的熱量會順著下水管道造成浪費。
2 洗浴污水蘊藏著大量的熱能
以 家員工500人的單位為例,每天洗浴人數約400人,每天消耗洗浴熱水40噸,排放污水約48噸。
使用完畢的洗浴污水溫度 般在30℃,假如使用污水源熱泵提取溫度可提取:48×(30-5)×1.163=1396kW/h
加熱40噸洗浴熱水需要耗能為:
40×(18-50)×1.163=1489kW·h
空氣源熱泵5℃環境溫度工況時,效率為300%。
加熱40噸洗浴熱水,平均需要1489÷3×1.15=570kW·h
注:1.15為水泵功耗
污水源熱泵效率為450%,采用污水源熱泵利用洗浴熱水余熱回收技術運行費用:
1396÷450×1.15=357kW·h
每年可節省(570-357)×360=76680kW·h
3 污水源余熱回收原理
考慮使用完畢的污水會勾兌冷水,排放時水量會有所增加。假如洗浴熱水為40噸,使用完畢后,所收集的污水會增加約20%,變成48噸污水。以收集污水的水箱容水量需大于洗浴熱水箱容量的20%,甚至更大。
系統初次運行時,利用空氣源熱泵給予樓頂水箱初次升溫,待水箱溫度達到洗浴溫度時,空氣源熱泵基本閑置。浴室在使用熱水時無水會匯集到下面污水主箱內,污水主水箱水漫溢流到污水次水箱,污水次水箱水滿時,污水源熱泵便可啟動運行加熱樓頂儲熱水箱。
4 污水余熱回收系統優勢與問題
優勢:節能高效,洗浴熱水的熱能在排放的過程中被熱泵吸收取回,再次儲存到洗浴熱水箱內,除去管道熱損,比空氣源熱泵節能率高23%。
劣勢:污水有大量毛發及油泥,收集時必須經過過濾。管道需每年清洗,熱泵換熱器需每半年清洗 次。
5 工程案例
河南駐馬店某職業學校,師生洗浴熱水項目,日用水量10噸。采用洗浴熱水污水余熱回收系統。
5.1 系統配置
該項目配置蓄熱水箱10噸、空氣源熱泵DKXRS-25機組1臺(作為初次啟動使用)、污水源熱泵SXRS-26機組1臺和污水收集池8噸2個。
5.2系統運行原理
如圖3所示,洗浴熱水初次運行時,啟動空氣源熱泵機組,在規定時間內加熱10噸洗浴熱水。正常運行時,主要依靠污水源熱泵加熱洗浴熱水,空氣源熱泵處于停滯狀態。洗浴熱水箱存滿熱水,洗浴間用水,污水收集到污水水箱,污水箱殘留溫度28-32℃,污水源熱泵提取污水箱溫度,再次加熱洗浴熱水至60℃。