浅层地表水直接取水地经验及难点于.doc

实用标准文案 PAGE 精彩文档 水源热泵空调系统浅层地表水直接取水的经验及难点 于维超 杨生 郁华斌 （南京丰盛能源环境科技发展有限公司） 摘要：结合江阴升泰现代农业园水源热泵系统的设计，对浅层地表水取水设计经验进行总结。 关键词：地表水、水流量、水容量、水温、水质、热容量、水处理、过滤、反冲洗、水温、结构、在线清洗、取水能耗 1 引言 水源热泵空调正在日益得到大力推广，但是由于自然水体的水质差别很大，有可能造成换热器堵塞、结垢、腐蚀，影响水源热泵机组的性能，给系统的节能和可靠性带来了不确定因素。因此取水和水处理是水源热泵工程不可忽视的重要环节。 本文结合江阴升泰现代农业园等水源热泵项目取水系统的设计施工，对淡水水体水源热泵工程的取水设计进行探讨。 以江、河、湖泊、城市污水作为冷热源的水源热泵系统，其对水源的利用受到的影响因素有许多，主要有：水流量、水容量、水温、水质，以及环保因素等几个方面。 1.1水流量、水容量 对河流来说，既有流量又有容量，对湖泊来说，水容量是主要因素。因为水源热泵在利用水源之后会反过来影响水体温度，如果水体容量太小，或者河流水量不足，那么水体的热容量就比较小，水源热泵吸放热造成的水温变化就可能无法及时恢复，这样就会受到环保要求的制约，因为这时水温的变化将会影响水生物繁殖，甚至造成水体的微生物污染，从而对水环境甚至周边环境造成不利影响。目前，根据国家《地表水环境质量标准》规定，人为造成的环境水温变化应限制在周平均最大温升≤1℃，周平均最大温降≤2℃。由此可见，必须重视水源热泵系统对水体温度的影响。目前，通过软件进行模拟计算，可以较准确地计算出水源热泵造成水体的温度变化和热量平衡的情况，从而为决策提供必要的依据。 1.2水温 水温是水体是否适用于水源热泵的一个重要指标。在夏季，如果自然水体的水温高于冷却塔或大气温度，那么热泵机组的效率就不如采用冷却塔的普通水冷机组甚至风冷热泵。在冬季，如果水体温度持续较低，极端低温较长时间低于5℃，将会给系统和主机带来极大的考验，在系统设计上必须采取必要的应对措施。如果水体温度经常低于4℃，如果需要确保系统可靠性，那么冬季必须考虑其他辅助热源。水温和水体容量，特别是和水体的深度是有密切的关系的。从目前掌握的一些资料和研究结果来看，在夏热冬冷地区，深度大于4米的自然水体，冬季水底的温度一般不低于4℃，夏季不高于32℃。因此如果水体容量足够，水源热泵的应用空间还是很大的。相对于利用冷却塔和锅炉，水源热泵系统的效率会更高。另外，应注意到，深度较浅的水体，其底部的温度较水表更加稳定，因此取水口应尽量距离水底在一米范围以内设置。 1.3水质 水质的好坏将决定换热器的选取和使用效果。天然水体中所含的钙镁离子、泥沙颗粒、有机悬浮物，会在冷凝器、蒸发器表面形成结垢，污垢热阻对空调和制冷设备的性能有显著影响，悬浮物含量过高时甚至会引起换热器管道堵塞。 水质的指标有很多：Cl代表氯离子的含量；SS代表固体悬浮物含量，通过重量法进行测量；BOD代表微生物化学需氧量，是一种用微生物代谢作为所消耗的溶解氧量来间接表示水体被有机物污染程度的一个重要指标；TDS代表水中溶解物质的总含量，包括钙镁离子、胶体、悬浮颗粒物、蛋白质、病毒、细菌、微生物及尸体等；COD代表化学需氧量，是在一定条件下，采用一定的强氧化剂处理水样时，所消耗的氧化剂量。各项水质指标中，与硬垢的形成相关的因素有总硬度、总碱度、钙离子等；与生物软垢形成相关的因素BOD(生化需氧量)、氨氮等。 根据相关的文献计算表明，总钙浓度一定时，pH值越高，成垢指数越大。在pH值为7～9时，pH值越大，逐渐污垢热阻越大，结垢诱导期越短。相对于Ca含量，总碱度和总硬度对结垢的影响要大于单Ca带来的影响。 化学需氧量（COD）和细菌总数是影响换热器生物软垢形成的主要因素。自然水体内含有大量的藻类和微生物，会附着在换热器管壁上，并分泌粘多糖，会强化换热器管壁的结垢，这也是系统设计必需考虑的问题。 污垢成长分为三个阶段：起始期（诱导期，是指从换热面与污染流体接触起到形成可观测的污垢的一段时间）、生长起、逐进期。在起始期内（7-8天）污垢热阻基本上保持在某个微小的恒定值上，一旦到了生长期，污垢就飞速生长，热阻也飞速增加。直到一定时间后（生长期，42-43天），污垢基本上趋于稳定值（逐进期）。 固体悬浮物对热泵机组能否正常运行影响很大，在机组运行中要加强对源水的过滤，以充分保证热分泵机组的正常稳定地运行。 污垢热阻对水源热泵机组的性能影响很大。例如，当水冷式冷水机组满负荷运行时，换热管管壁为清洁状态，冷冻水的出水温度为7℃，冷却水出冷水机组的温度为35℃，冷水机组制冷剂的冷凝温度为36