能源与环境是可持续发展的两大主题,目前以燃烧石化原料为主的建筑物供暖空调不仅能耗量大,而且对环境造成极大污染。城市污水是由工业废水和生活污水组成,水量巨大,是一种蕴含丰富低位热能的可再生热能资源,污水源热泵空调系统则是以城市污水作为建筑的冷热源,解决建筑物冬季采暖、夏季空调和全年热水供应的重要技术,也是城市污水资源化开发利用的创新思路和有效途径,同时减少了城市废热和CO2、SO2、NOX、粉尘等污染物的排放。
城市污水处理现状
据调查,全国每年排放城市生活污水500亿吨左右,按温度升高或降低5°C计算,若全部开发所贡献出的热和冷10亿GJ,这部分热量可供20亿㎡建筑和制冷。全国江河湖海水资源更是丰富,以长江为例,冬季枯水期的水流量也有1.5万m³/秒,按温度升高或降低1℃计算,则相当有63000GJ 的冷热源。可供采暖或空调建筑面积为10亿m²。如果将湖泊包括在内全国其它淡水水体的潜在热能都计算在内,数字将大得难以统计。
污水源热泵系统是我国当前各类热泵技术中发展和应用前景最被看好的一种。目前,该技术已基本为成熟,国内外工程实例很多,20世纪80年代初在瑞典、挪威等北欧国家就已经开始对污水源热泵技术的应用。在我国,应用较早、较为突出的污水源热泵应用是北京高碑店污水处理厂的二级出水。2000年,北京市排水集团在高碑店污水处理厂开发了污水源热泵实验工程,空调建筑面积900㎡,这是我国最早的城市污水源热泵系统。
之后的十余年时间里,污水源热泵行业成为了各类热泵技术中发展和应用前景最被看好的一种,并进入快速的发展阶段。2012年开始,水地源热泵行业发展受到宏观经济环境影响,增长速度有所下滑,但污水源热泵市场继续保持加快的增长趋势至今。
污水源热泵的原理
污水源热泵的原理是利用城市废热作为冷热源,进行能量转换的供暖空调系统,污水经过换热设备后留下冷量或热量返回污水干渠,污水与其他设备或系统不接触,采用密闭循环技术,不污染环境与其他设备或水系统。供热时省去了燃煤、燃气、燃油等锅炉房系统,没有燃烧过程,避免了排烟污染;供冷时省去了冷却水塔,避免了冷却塔的噪音及霉菌污染,不产生任何废渣、废水、废气和烟尘,节能减排效益显著。
应用污水源热泵系统比电锅炉加热节省2/3以上的电能,比传统的燃煤锅炉节省l/2以上的煤炭资源,污水源热泵的热源温度全年较为稳定。
瑞宝利污水源热泵技术研发与探索
污水源热泵虽然具有良好的经济以及社会效益,但是在实际运行中,由于客观因素的存在,几乎每一个污水源热泵项目都会面临阻塞、污染与腐蚀三个问题,其中阻塞问题是尤为严重的一个问题。一旦发生此问题,换热设备将完全失去功能。阻塞最严重的为城市中的原生污水,原生污水中大尺度杂物的大量存在,例如朔料袋、树叶等,造成设备与管路的堵塞污染。
针对这一世界性难题,北京瑞宝利热能科技有限公司(以下简称瑞宝利)不断加快技术研发与探索的步伐,通过反复实践,最终研发出具有独立知识产权的“原生污水源热泵中央空调系统”,真正成功地解决了原生污水对系统设备的堵塞腐蚀与污染这个世界性的技术难题,并使大规模应用原生污水作为热泵冷热源供暖空调成为现实,这套技术包括多项国家专利技术与产品,被国家科技鉴定委员会鉴定为“技术水平国际领先”。
瑞宝利是国家高新技术产业化重点扶持的高新技术企业,专业从事污水源(城市原生污水、江河湖海水、工业余热利用与城市供热系统)的研发与制造。可为客户提供从系统设计、施工、安装、调试、到机房托管的一条龙服务,并致力于通过对污水热能能源站的投资、建设、运营、管理而将污水热能进行大规模开发利用的推广工作。
为了保证创新能力的持续性,瑞宝利建立了由博士生导师、博士后、博士研究生组成的研发设计顾问团队,组成了以中高级技术人员为骨干的工程设计施工队伍,这为公司的技术创新能力和技术领先优势奠定了坚实的基础,同时在自有科研团队的基础上先后与清华大学建筑节能研究中心、北京建筑大学等各大专业院校建立科研合作依托关系。瑞宝利通过不断的技术创新,为社会和用户提供环保节能、经济实用、运行可靠的先进技术与产品。
剖析瑞宝利污水源热泵变废为“暖”成功工程案例
2011 年5 月8 日,由瑞宝利自主投资建设总规划建筑面积约为500余万平方米的“沈抚新城污水热能能源站”项目正式签约。此项目依托于辽宁省抚顺市沈抚新城片区实施规模化应用示范工程建设,全部采用瑞宝利公司自主研发的原生污水源热泵技术,包括:蒸发冷凝两用换热器技术、制冷剂冷热切换技术、污水侧换热器的防腐技术、原生污水连续高效换热技术等,建设可再生能源技术与区域供冷供热技术结合、集中高效的能源供应大型工程体系。至今,该项目已完工程72万平方米,目前在建工程为10万平方米。凭借瑞宝利的原生污水源热泵空调系统,该项目每年可节省标煤4.3万吨,减排CO2 112660吨,SO2 36.55吨,NOX31.82吨,粉尘颗粒物473吨,出水温度可达50℃,可节省运行费用30%。
此项目的建设实施,不仅是十多年来我国污水源热泵行业发展的一个新突破,也是整个行业发展的一个里程碑,它不仅见证了这个行业从无到有、从小到大的发展历程,更映射出推动这个行业发展的弄潮者们孜孜不倦、奋勇拼搏的身影。
“沈抚新城污水热能能源站”项目目前已被国家住建部、北京市发改委列为全国重点示范项目,此项目也成为了全国规模最大规的污水热能能源站项目。
瑞宝利始终坚持自主创新,研发出具有独立知识产权的原生污水源热泵供暖空调系统成套技术,致力于将这些丰富的资源合理的利用到人们日常生活需要中,创造更多的经济效益和社会效益,为人类节能事业做出更大的贡献。
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