污水及地表水热泵技术与系统

作者简介

序

前言

符号表

第1章绪论1

1.1我国能源消耗与环境污染现状1

1.1.1我国能源消耗现状1

1.1.2我国采暖能耗现状2

1.1.3我国环境污染现状3

1.1.4采暖燃煤污染现状4

1.2热泵的原理、发展历程及分类5

1.2.1热泵的原理5

1.2.2热泵的发展历程6

1.2.3热泵的分类7

1.3热泵研究应用状况9

1.3.1国外发展应用状况9

1.3.2我国研究应用状况13

1.3.3热泵应用的行业14

1.4污水及地表水热泵的优势15

1.5污水及地表水热泵的需求分析16

参考文献18

第2章污水及地表水热泵技术分析19

2.1污水及地表水的水温、水质与水量19

2.1.1城市原生污水19

2.1.2已处理污水20

2.1.3工业污废水22

2.1.4地表水22

2.2悬浮物堵塞23

2.2.1城市原生污水的堵塞24

2.2.2已处理污水的堵塞26

2.3污垢27

2.3.1原生污水污垢28

2.3.2已处理污水及地表水污垢30

2.4污水及地表水换热的特点31

2.5国外技术及应用状况32

2.5.1防堵与换热技术32

2.5.2工程应用状况36

2.6国内技术及应用状况37

2.6.1防堵技术38

2.6.2换热及系统40

2.6.3工程应用状况42

2.7防污垢换热技术43

2.8关键问题及难点分析46

参考文献47

第3章系统形式50

3.1直接式与间接式系统50

3.2两种间接式系统52

3.3一机一泵与大并联54

3.3.1直接式系统54

3.3.2间接式系统55

3.3.3应用条件及综合比较57

3.4直接式与间接式理论分析58

参考文献64

第4章运行工况65

4.1原生污水65

4.2已处理污水68

4.3湖水69

4.4冬夏工况匹配70

4.4.1冬夏负荷匹配71

4.4.2水泵及流量匹配72

4.4.3流量与温差匹配73

参考文献75

第5章连续过滤与还原技术76

5.1静态过滤76

5.1.1静态过滤的试验研究76

5.1.2静态过滤的数学模型78

5.1.3静态过滤模型的应用分析79

5.2连续过滤与还原82

5.2.1连续过滤与还原的原理82

5.2.2连续过滤与还原的数学模型84

5.3连续过滤与还原装置85

5.3.1结构与运行参数85

5.3.2装置各物理量的关联关系87

5.4连续过滤与还原技术的运行特点88

5.5连续过滤与还原技术的实施方案90

5.5.1转轮式与转筒式取水装置90

5.5.2转轮式与转筒式取水系统92

参考文献94

第6章疏导式换热技术96

6.1疏导式换热方法96

6.1.1基本原理96

6.1.2优势及基本理论问题99

6.1.3两类换热器的形成101

6.2疏导管式换热器结构102

6.3宽流道换热器结构104

6.4换热器的承压问题105

6.4.1压力设计的主要因素106

6.4.2系统工作压力106

6.4.3相关规范要求108

6.4.4污水换热器压力确定108

6.5工况适应性109

参考文献110

第7章传热系数、污垢及材质112

7.1污水侧换热系数112

7.1.1污水侧流道特点112

7.1.2经验计算公式114

7.1.3两传类比定律115

7.2污垢系数117

7.2.1污垢分类及特点117

7.2.2污垢系数取值118

7.3总传热系数120

7.4几种误区121

7.5材质问题122

7.5.1几种材质的适应性122

7.5.2污水换热器材质比较123

参考文献124

第8章压缩式热泵机组125

8.1流程及主要部件125

8.1.1压缩机126

8.1.2两器128

8.1.3膨胀阀129

8.1.4其他部件130

8.2工质循环131

8.3热泵常用工质132

8.4主要参数选择和设定133

8.4.1冷凝器温度、压力133

8.4.2蒸发器温度、压力134

8.4.3其他参数135

8.5部件选型及管路设计136

8.5.1部件选型136

8.5.2管路设计137

8.6机组的自动保护139

8.7机组的故障分析140

参考文献142

第9章污水及地表水引退水143

9.1城市原生污水引退水143

9.1.1潜水泵取水143

9.1.2干式污水泵取水146

9.2污水处理厂引退水147

9.3湖水引退水148

9.4海水引退水149

9.5小结150

参考文献150

第10章输送能耗与系统设计151

10.1输送能耗比例问题151

10.2输送距离界限模型152

10.2.1模型建立152

10.2.2经济比摩阻155

10.3资用输送能耗比例及其设计方法160

10.4系统运行调节方法163

10.4.1冷热水侧一次泵变流量调节163

10.4.2水源侧一次泵变流量调节167

10.5小结169

参考文献170

第11章经济与社会效益分析171

11.1系统节能性分析171

11.1.1一次能源利用率171

11.1.2单位污水节能性172

11.1.3单位污水节能效益174

11.2系统环保性评价175

11.3系统经济性分析176

11.3.1系统初投资评价176

11.3.2系统运行费评价177

11.3.3初投资对比定量估算178

11.3.4年运行费用对比定量计算180

参考文献181

第12章工程实例182

12.1石家庄新界住宅小区182

12.2西宁青藏铁路调度大厦186

12.3青岛前海馨苑小区189

12.4大连公共资源交易市场192

12.5西安金盾及周边区域（一期）195

12.6青岛团岛污水厂海湾花园小区198

12.7青岛莱西凤凰印染厂热泵供热站201

12.8呼和浩特心想是城小区203

12.9西安东南郊水厂206

12.10青岛科创新能源厂区210

附录218

附录1疏导式污水换热器介绍及技术参数218

附录2热泵压缩机的选型系列225

附录3常用污垢热阻数据（单位面积）240

附录4-1R22饱和气与饱和液的热力性质240

附录4-2R22过热蒸气的热力性质243

附录4-3R22饱和气与饱和液的传递性质252

附录4-4R22lgp-h图253

附录5-1R134a饱和气与饱和液的热力性质254

附录5-2R134a过热蒸汽的热力性质256

附录5-3R134a饱和气与饱和液的传递性质267

附录5-4R134lgp-h图268

附录6乙二醇、丙二醇、丙三醇防冻液物性参数269

附录7制冷量单位换算273

附录8温度单位换算273

附录9热泵驱动能源的折算系数和环境负荷273

附录10水的热物性参数275

附录11热水管道水力计算表277

《污水及地表水热泵技术与系统》可供该领域的工程设计、施工、研究及应用的技术人员参考，还可作为高等学校热能动力工程、建筑环境与能源应用工程等专业师生的参考书和教材。