星级宾馆用热泵回收中水热量的换热器研究Word格式.docx

星级宾馆用热泵回收中水热量的换热器研究Word格式.docx

《星级宾馆用热泵回收中水热量的换热器研究Word格式.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《星级宾馆用热泵回收中水热量的换热器研究Word格式.docx（70页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

同时对三种取热方式进行了比较，对其在实际系统中的合理运用提出了建议。

通过实验对防腐型翅片管换热器的换热性能进行了测定，并与铜盘管式换热器作了对比。

试验了灰水池的曝气工艺对换热器性能的影响，结果表明曝气有助于增强换热器的换热效果。

针对灰水池水位变化使换热量降低的问题，本文又对防腐翅片管换热器的使用提出了几点建议，使其在灰水池中能更加稳定地运行。

关键词：

星级宾馆　中水灰水　热泵　热量回收　换热器

Abstract

Resultsofinvestigationsshowthatenergyconsumptionforheatingwaterhastakenaccount10%～40%oftotalenergyconsumptionofhotelandrestaurantsbuildings.Bytheendoftheyearof2006,thereare13378starhotelsalloverthecountryincluding700onesinBeijing.TheDrainage,comingmainlyfrombathingwastewater,washingwater,laundrywastewatercontainslargevolumeofheatanditstemperaturerangesfrom20℃to35℃.Iftheheatcanberecovered,itwouldbehelpfultoimproveenergyefficiencyandreducethewholeenergyconsumption.Therefore,it’sveryimportanttoresearchheatrecoveryfromhoteldrainageforgettingenvironmentalandeconomicbenefits.

Thetemperaturerangesoftheheatsources,reclaimedwateranditsrawwater（definedasgreywaterinthispaper）inaBeijingfivestarhotel,weremeasuredforoneyear.Twoheatexchangerswereselectedasexperimentalsubjects,whichwereacoppercoiltubeheatexchangerandananticorrosivefinnedtubeheatexchanger.Amodelexperimentplatformofheatrecoverybyheatpumpwasdesignedandsetuptostudytheperformanceofheatpumpsystemandheatexchanger.

Accordingtothepropertiesofreclaimedwaterandgreywater,theheatoutputoftheheatpumpsystemanditscoefficientofperformance（cop）weretestedunderthreedifferentsystems,whichincludeopenloopsystem,coppercoiltubeloopsystemandfinnedtubeloopsystem,andtheobtaineddatawereanalyzed.ThematchingproblemofheatpumpsystemastheauxiliaryheatsourceforGasBoilerwasdiscussed.Thethreedifferentheatrecoverysystemswerecomparedandtheirapplicationswereconcluded.Theheattransferperformanceofanticorrosivefinnedtubeheatexchangerwastestedandcomparedwiththatofcoppercoiltubeheatexchanger.Theeffectofaerationsystemontheperformanceofheatexchangerisstudiedexperimentallyandtheresultsshowthataerationsystemcanenhancetheheattransferapparently.Atlast,thepapergavesomesuggestionsonapplicationoffinnedtubeheatexchangerinpracticewhenthelevelofgreywaterpoolchanges.

Keywords:

starhotel;

reclaimedwater;

greywater;

heatpump;

heatrecovery;

heatexchanger

目录

1绪论1

1.1课题研究的背景及意义1

1.2国内外研究与应用进展2

1.2.1国外研究与应用进展2

1.2.1国内研究与应用进展3

2热泵技术及宾馆优质杂排水的热量回收6

2.1热泵技术6

2.1.1热泵的历史与发展6

2.1.2热泵循环热力分析7

2.1.3热泵的低位热源10

2.2星级宾馆建筑排水概述11

2.2.1宾馆建筑排水概况及处理系统11

2.2.2宾馆建筑中水系统的热能特征17

2.2.3北京某星级宾馆用热能耗情况19

2.3 

中水及灰水源热泵系统19

2.3.1中水及灰水源热泵的概念19

2.3.2中水及灰水源热泵系统的原理20

2.3.3中水及灰水源热泵系统的形式21

2.3.4中水及灰水源热泵系统的特点22

3换热器23

3.1换热器的类型及特点23

3.2影响换热器性能的因素24

3.3换热器强化传热的方法27

3.4换热量计算28

3.4.1能量平衡方程28

3.4.2换热计算温差29

3.5灰水换热器的选择与设计32

3.5.1灰水换热器的选择32

3.5.2换热器计算模型33

4实验38

4.1实验目的38

4.2实验方法38

4.3实验系统40

4.3.1实验台的设计40

4.3.2实验主要设备42

5热泵性能实验及结果分析46

5.1水质对换热实验的影响46

5.2开式系统实验47

5.3铜盘管间接换热实验49

5.3.1无曝气工况下热泵系统实验49

5.3.2有曝气工况下热泵系统实验51

5.4翅片管间接换热实验53

5.4.1无曝气工况下热泵系统实验53

5.4.2有曝气工况下热泵系统实验54

5.5三种取热方式的对比56

6灰水换热器实验及数据分析60

6.1无曝气工况下换热器实验60

6.2有曝气工况下换热器实验61

6.3水箱水位变化对换热器的影响62

7结论与展望66

7.1结论66

7.2不足与展望67

参考文献68

致谢72

1绪论

1.1课题研究的背景及意义

能源问题是当代国际性的重大战略问题之一，随着世界人口和经济的迅速增长，加剧了矿物能源的消耗和枯竭，导致环境的污染和破坏。

据统计，1992年中国的能源效率仅为29％[1]。

而建筑能耗在整个社会的能源消耗中占据了大约1/3的比例。

20世70年代，建筑节能作为一个新概念被提出来[2]，建筑节能的中心目的是减少建筑耗能，提高建筑物的能源利用效率。

2004年，围绕石油与能源问题的“大事件”集中发生，如电荒、煤荒等导致的燃煤紧张、拉闸限电、北方冬季供暖受阻，使我国的能源问题显露无遗。

各种能源短缺的现实警示着我们，建筑节能已经势在必行。

中国正处在建筑业高速发展的阶段，每年新建成的建筑面积达20亿m2左右，是世界上最大的建筑市场，用于建筑物的能源消费逐渐上升。

推进建筑节能，政府办公用房、公共建筑设施应当先行，并引导居民住房和商业用房节能。

积极推广应用建筑物节能技术，可以采用高效隔热材料、低散热玻璃、高效供热和空调系统、太阳能热水、水（地）源和空气源热泵、节能照明、楼宇智能化等技术，降低建筑物用能需求，使新建建筑物节能50%~65%，超低能耗建筑节能90%，未来还有可能实现新建建筑的低碳乃至零碳排放[3]。

世界各国的能源消耗中，以热能消耗量为最大。

在一次能源变成热能再转换成各种形式能量的过程中，约有58.5%的能量是以排气、蒸汽、热水（低温）等排热形式而损失的。

而这些排热损失中，低于100℃的热能占很大比重[4]。

热泵技术的开发为利用低温热能提供了有力的手段，而且满足了节约能源和保护生态环境的要求。

其中污水因其有冬暖夏凉等优点而被公认为是回收和利用价值较高的清洁能源。

污水排热量大约占城市总排热量的10%～16%左右，污水温度在5～35℃左右。

采用热泵系统回收利用污水中的热能，就是用一种节能技术开发了一种清洁能源，降低了废热的排放，既节约了能源又保护了环境，是一项具有节能和环保双重意义的应用技术[5]。

根据2000年商业建筑能耗调查统计，我国商业建筑每年的能耗总费用高达225亿元人民币，能耗费用已成为主要经营成本之一，而热水能耗是其重要组成部分。

调查表明，各类商业建筑能耗中，热水能耗比重为：

宾馆31%，写字楼2.7%，商场10.7%，医院41.8%[6]。

可见宾馆建筑的热水能耗占其能耗总费用的比重很大。

北京市现有数量众多的各类大型公共建筑，高级宾馆建筑占有相当大的比例。

截至2006年底，全国共有星级宾馆13378家，北京市星级宾馆数量达到700家，其中五星级37家，四星级91家，三星级228家，二星级292家，一星级52家，客房近12万间