學區澡浴污水剩熱收取和再運用剖析1
添加日期:2013年06月30日 點擊:次
1廢熱回收和利用方案
高校浴室熱水的使用具有用水量大和時間集中基金項目:北京市供熱、供燃氣通風與空調重點實驗室項目的特點。從規范設計要求以及人們洗浴習慣角度,洗浴熱水溫度一般為40左右,使用后含有相當高熱量的廢水被排進排水管道。特別是在高校等公共浴室,這種浪費現象突出。據測量,浴室廢水溫度一般多在32左右,如果能夠對這部分廢水余熱進行回收并加以利用,不僅能夠節約高校浴室運行費用,而且可以減少燃料燃燒氣體排放量,有利于環保。
洗浴與飲用水鍋爐房(簡稱茶浴鍋爐房)改造前后系統原理如所示。
改造后增加了洗浴廢水余熱回收和利用系統,該系統首先將洗浴廢水收集起來,然后將30廢水處理到15,再排入排水管道。同時,回收的熱量將部分冷水從15加熱至45,再經混水器與貯水箱來水混合供應洗浴熱水使用。
可以看出,該方案是在原熱水系統基礎上增加了一套水源熱泵系統。具有以下特點:(1)改造中,對原熱水供應系統影響很小,因此改造費用極低;(2)兩套系統既能夠聯合運行供應洗浴熱水,也可以單獨運行;(3)在洗浴時段后期,水源熱泵系統可以獨立運行供應熱水。
2熱量計算
該學校在校學生5000人左右,按每人每次(可以按每5天洗浴1次考慮)洗浴用水量80L計算,浴室開放時間為每天16:0020:00,則排放廢水量為20t/h.由此可知,全部用燃氣鍋爐供應熱水的熱量應該為698kW.
采用水源熱泵回收和利用系統,廢熱回收和利用效率為70,其回收和利用的熱量為305kW,相應燃氣燃料消耗量減少437.
3經濟性分析
根據上述方案和計算分析,選用制熱量為440kW的RHSCW120M水源熱泵機組,其電機功率為2!45kW.改造前后年運行費用(燃料費用和電費,不考慮水費和人員工資費用)的比較如所示?梢灾,洗浴鍋爐房每年的運行費用可以節省111萬元人民幣。
考慮該系統初期投資費用為25萬人民幣(包括原系統管路改造、基建費用、機組投資等費用),整個廢熱回收與利用系統的回收期為27個月。
改造前后年運行費用比較萬元/a燃氣鍋爐熱泵合計改造前3630363改造后18646482512
4燃料燃燒的氣體排放量比較
該學校采用燃氣鍋爐設備,由于對廢熱進行了回收,而且將回收熱量用于對冷水加熱,使得原鍋爐提供的熱量相應減少,燃氣燃燒量也相應減少,在燃燒過程中向大氣排放的污染物量同樣被減少,改善了周圍空氣環境品質,符合環境保護的基本政策。
按照原來的熱水制備,產生的燃燒氣體排放量以及系統改造后的燃燒氣體排放量比較如所示。
鍋爐系統改造前后污染物排放量比較煙塵SO2NOX無組織排放粉塵鍋爐污染物排放限值/mgm-3102020002原排放量/gh-110482082080208減排量/gh-1458909909減排比例/437
5結語
該方案特別適用于高校等使用熱水量大、時間集中的場所,這樣廢熱回收和利用效率以及系統的運行效率較高。
采用廢水余熱回收和利用系統不僅節約運行費用,同時減少了燃氣燃料消耗量,降低了燃料燃燒產生的氣體排放量。
為減少廢水余熱的損失,以便提高回收效率,浴室圍護結構(包括地板和屋頂)的保溫性能不容忽視;如何盡快將廢水收集以及廢水中所含污物及對換熱器換熱效率的影響也是需要研究解決的技術問題。
針對新建浴室的排水,建議在設計時適當考慮廢水余熱回收和利用問題,鋪設獨立于其他建筑物的排水管道,減少后期改造的難度。
高校浴室熱水的使用具有用水量大和時間集中基金項目:北京市供熱、供燃氣通風與空調重點實驗室項目的特點。從規范設計要求以及人們洗浴習慣角度,洗浴熱水溫度一般為40左右,使用后含有相當高熱量的廢水被排進排水管道。特別是在高校等公共浴室,這種浪費現象突出。據測量,浴室廢水溫度一般多在32左右,如果能夠對這部分廢水余熱進行回收并加以利用,不僅能夠節約高校浴室運行費用,而且可以減少燃料燃燒氣體排放量,有利于環保。
洗浴與飲用水鍋爐房(簡稱茶浴鍋爐房)改造前后系統原理如所示。
改造后增加了洗浴廢水余熱回收和利用系統,該系統首先將洗浴廢水收集起來,然后將30廢水處理到15,再排入排水管道。同時,回收的熱量將部分冷水從15加熱至45,再經混水器與貯水箱來水混合供應洗浴熱水使用。
可以看出,該方案是在原熱水系統基礎上增加了一套水源熱泵系統。具有以下特點:(1)改造中,對原熱水供應系統影響很小,因此改造費用極低;(2)兩套系統既能夠聯合運行供應洗浴熱水,也可以單獨運行;(3)在洗浴時段后期,水源熱泵系統可以獨立運行供應熱水。
2熱量計算
該學校在校學生5000人左右,按每人每次(可以按每5天洗浴1次考慮)洗浴用水量80L計算,浴室開放時間為每天16:0020:00,則排放廢水量為20t/h.由此可知,全部用燃氣鍋爐供應熱水的熱量應該為698kW.
采用水源熱泵回收和利用系統,廢熱回收和利用效率為70,其回收和利用的熱量為305kW,相應燃氣燃料消耗量減少437.
3經濟性分析
根據上述方案和計算分析,選用制熱量為440kW的RHSCW120M水源熱泵機組,其電機功率為2!45kW.改造前后年運行費用(燃料費用和電費,不考慮水費和人員工資費用)的比較如所示?梢灾,洗浴鍋爐房每年的運行費用可以節省111萬元人民幣。
考慮該系統初期投資費用為25萬人民幣(包括原系統管路改造、基建費用、機組投資等費用),整個廢熱回收與利用系統的回收期為27個月。
改造前后年運行費用比較萬元/a燃氣鍋爐熱泵合計改造前3630363改造后18646482512
4燃料燃燒的氣體排放量比較
該學校采用燃氣鍋爐設備,由于對廢熱進行了回收,而且將回收熱量用于對冷水加熱,使得原鍋爐提供的熱量相應減少,燃氣燃燒量也相應減少,在燃燒過程中向大氣排放的污染物量同樣被減少,改善了周圍空氣環境品質,符合環境保護的基本政策。
按照原來的熱水制備,產生的燃燒氣體排放量以及系統改造后的燃燒氣體排放量比較如所示。
鍋爐系統改造前后污染物排放量比較煙塵SO2NOX無組織排放粉塵鍋爐污染物排放限值/mgm-3102020002原排放量/gh-110482082080208減排量/gh-1458909909減排比例/437
5結語
該方案特別適用于高校等使用熱水量大、時間集中的場所,這樣廢熱回收和利用效率以及系統的運行效率較高。
采用廢水余熱回收和利用系統不僅節約運行費用,同時減少了燃氣燃料消耗量,降低了燃料燃燒產生的氣體排放量。
為減少廢水余熱的損失,以便提高回收效率,浴室圍護結構(包括地板和屋頂)的保溫性能不容忽視;如何盡快將廢水收集以及廢水中所含污物及對換熱器換熱效率的影響也是需要研究解決的技術問題。
針對新建浴室的排水,建議在設計時適當考慮廢水余熱回收和利用問題,鋪設獨立于其他建筑物的排水管道,減少后期改造的難度。