进出口水温对大温差洗浴废水热泵机组性能的影响

马良栋，任体秀，甄先子，张吉礼

(大连理工大学 建设工程学部，辽宁 大连 116024)

在中国，洗浴废水占城市生活污水量的30%，温度一般在30～35 ℃之间，含大量可回收余热[1]。但大部分洗浴废热水中的余热却未加以利用就直接排放掉，据估算，每年因此造成的热损失相当于568万吨标准煤[2]，显然，对其进行余热回收具有较大的经济价值与节能减排效益。通过回收洗浴废水的余热生产生活热水的常用技术包括换热回收技术[3-4]和热泵技术[5-7]，其中，热泵技术具有热回收效率高、经济性好等优点[8]，被多数研究者采用，其系统形式主要包括两类，一类是渐进加热系统(见图1)，即洗浴废水作为热泵的低位热源渐进加热生活热水[9-10]，该系统的热泵机组通常为常规热泵机组，冷凝侧进出口水温度为40/45 ℃，蒸发侧进出口温度为15/7 ℃；另一类是即热系统(见图2)，废水热能被梯级利用，采用污水换热器和热泵机组串联，首先，污水通过污水换热器预热自来水，其次，经污水换热器换热后的污水作为低位热源，利用污水源热泵系统加热预热后的自来水[11-13]。实际工程中，热泵需要将生活用水从自来水的温度加热到45 ℃，甚至更高温度，而且为了最大限度地利用废水热能，洗浴废水从30 ℃降低为6 ℃左右、甚至更低温度排放。上述两种系统均存在一定的问题，对于渐进加热系统，自来水需要经过多次循环加热才能满足供水温度要求，同时，废水也需要多次循环利用，因此，热泵机组的蒸发温度逐渐升高、冷凝温度逐渐降低，在此过程中，热泵机组并不在额定工况下运行，导致热泵机组始终处于不稳定的运行状态，尽管热泵在额定工况下制热性能系数较高，但从整个加热过程来看，热泵机组的平均制热系数并不高。……