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污水调节池对污水热能利用影响研究

文档作者：吴德珠1，张承虎2 文档来源： 1．广东省建筑设计研究院 2．哈尔滨工业大学，		点击数：	更新时间： 2024年07月06日
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上一篇：现代水资源开发利用中的和谐理论的应用探讨

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2012年第7期(总第82期)
缸派占下稚
ENERGY AND ENERGY CONSERVATl0N 2012年7月
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赣环境资源!；：
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污水调节池对污水热能利用影响研究
吴德珠1， 张承虎2
(1．广东省建筑设计研究院，广东广州51001012．哈尔滨工业大学， 黑龙江哈尔滨150090)
摘要：以污水源热泵系统冬季工况为例，分别分析了污水调节池体积大小的设计方法，污水调节池设置与否对系统供
暖建筑面积的影响，为污水热能利用工程的设计及施工提供参考。
关键词：污水调节池；热泵系统；污水热能利用
中图分类号：TK“ 文献标识码：A 文章编号：2095-0802—(2012)07—0053--03
Research On the Influence of Sewage Adjusting Pool to the Utilization of Sewage Heat Energy
WU De-zhul ZHANG Cheng—hu2
(The Architectural Design＆Research Institute of Guangdong Province，Guangzhou 510010，Guangdong．China Harbin InsUtute
of Technology，Harbin 1 50090．Heilongjiang，China)
Abstract：Take the winter conditions of the sewage source heat pump systems for example，the method of designing the volume of
sewage adjusting pool is analyzed in this paper,the influence of the volume of sewage adjusting pool to the heat pump system of the
supply capacity of heat is also given in this paper．It is providing reference for the projects of using sewage∞cool and heat seUl"ce．
Key words：sewage adjusting pool；heat pump system；utilization of sewage heat energy
0引言
由于污水流量及污水温度是连续变化的，同时建
筑负荷也是逐时变化的，而且往往两者之间的变化趋
势是相反的，要扩大污水源热泵系统供热空调面积或
实现工程全面的污水源热泵供热空调，需要设置污水
调节池，对污水供应量进行移峰填谷n]。
1几个概念
污水源热泵系统的设计供热量可表示为：
Q=pcV·出。‘，_意”p， (1)
式中：P为污水的密度，kg／ms；c为污水的比热容，J，
(kg·℃)；△k为污水可利用温差，污水进171温度的单值
函数。而污水进口温度随时间连续变化，所以污水可利
用温差也是时间r的单值函数，oC；COP为污水源热泵
系统的能效比。
由式(1)可以看出，当污水进口温度确定时，忽略
各项因素对COP的影响，把COP看作定值，污水的热
供应能力由参与换热的污水流量大小来决定。
假设一个冬季工况的污水源热泵系统中，存在一
个体积为．，；的污水调节池，且已经蓄满了污水，则有
收稿日期：2012-06-08
第一作者简介：吴德珠，1984年生，男，江西南糜人，2010年毕业子
哈尔滨工业大学供热、供燃气、通风及空调工程专业，助理工程师。
如图1所示关系。
图l中，yt是污水调节池体积，Q+表示污水调节
池在蓄满污水的情况下能提供的最大热量，Q；(7-)表示
进入污水调节池的瞬时热量，优(r)表示从污水调节池
瞬时取走的热量，Q 7(f)表示污水调节池体积不够大
时，可能从污水调节池中瞬时溢出的热量。
D． 一——’一Q
一一污水调节池矿’
一一F
瓯
图1 污水源热泵系统中污水调节池示意图
一天中(一个周期r内)，污水温度变化幅度不大，
忽略污水进入污水调节池时温度的变化，同时假设污
水调节池无热量损失，忽略污水由于不同温度混合产
生的熵产，用Q‘表示污水调节池在蓄满污水的情况下
能提供的最大热量，它是一个定值。
Q’=pcV‘A0。=const， (2)
式中：△f。为污水平均可利用温差，定义△貅
r ．
一』!!!型全型竺℃；矿；一)为污水的体积流量，是时间下
J，玩似
的单值函数，rnVs；T为设计计算周期，一般为24 h。
瞬时进入污水调节池的热量和瞬时从污水调节池
取走的热量可分别表示为：
Q0)5 pc’K0)‘虬(f)． (3)
·53·
万方数据
2012年第7期钰派与芋钍2012年7月
Q(r)=A·qO)， L斗，
式中：^为系统能供热(或供冷)的建筑面积，通常是未
知量，m3；q，(1r)为单位建筑面积瞬时热负荷，w／m2。
由于室外空气温度是不断变化的，因此，口，(f)是一
个与室外空气温度有关的瞬时变化量，引入COP的概
念，忽略温度变化等对COP的影响，口’(丁)的定义式由
下式表示：
鼋。(f)=q
‘。一乞。(f)COP—I
k。一k COP’
(5)
式中：q为采暖面积热负荷指标，可根据相关规范查得，
w，m2；n。为冬季室内计算温度，可根据相关规范查
得，℃；b纠为冬季室外空气温度，可根据相关气象资
料查得，℃；“为冬季采暖室外计算温度，可根据相关规
范查得，℃。
假设在一个变化周期内(一般为l天)，时刻序列
M是Q产Q。的时刻，[％山_r胡(n=1、2⋯)时段QI>Q。(流量
富余时段)，【下知，f籼，】时段QQ。。污水调节池能提供的最大热
量将完全用于补充系统设计所需的供热量的不足部分。
△Q(一)=Σ』IOo(r)一Q(r)]dr=g． (16)
＼＼j．一
万方数据
2012年第7期吴德珠，等：污水调节池对污水热能利用影响研究2012年7月
在已知污水流量和温度的变化曲线，以及当地相
关的气象参数等条件下，通过试算或者数值方法，解方
程(16)，即可得出该污水源在调节池体积小于临界体
积时能供热的建筑面积A么。
2．4不设置污水调节池
如果污水调节池足够小，极限情况就是Q’=0，也
就是说在系统中不设置污水调节池，系统取热量只能
根据来流实时提供。根据式(16)
f2Hf
f k。(f)4一Qo)】办=o， (17)
如果建筑的瞬时热负荷总是大于污水能提供的瞬时
热量，这是不现实的，这样的系统是不合理的。所以本文讨
论的前提是．在—个周期r内，Qi≥4oo)
；． 占
(b)只有一个交点(QjG) (d)多个交点(Q{

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