史小航 周春輝

摘 要：隨著社會的發(fā)展，水資源和能源的緊張已成為我們面對的主要問題，本文針對高校淋浴水的廢熱回收及再利用方面進(jìn)行了探討，并提出通過熱泵技術(shù)提取洗浴排水中的熱量，用以取代傳統(tǒng)的燃煤燃?xì)忮仩t的熱源地位，另對排放的廢水加以處理，使之成為可以二次利用的水源。

關(guān)鍵詞：燃?xì)忮仩t；水源熱泵；熱回收

現(xiàn)如今，隨著高校學(xué)生人數(shù)的不斷增長，校內(nèi)基礎(chǔ)設(shè)施的規(guī)模越來越大，越來越完善，對于能源的需求量也越來越多。尤其是高校洗浴設(shè)施，具有耗水量大，熱能需求多，污染輕，水質(zhì)穩(wěn)定的特點(diǎn)。每天每所高校上百噸洗浴廢水的直接排放，不僅導(dǎo)致了水資源的浪費(fèi)，同時也浪費(fèi)掉了大量的低品位熱能，結(jié)合能源日益緊張的現(xiàn)狀，如何回收洗浴廢水中的熱量以及如何將洗浴廢水綜合利用起來，是值得我們思考的一個問題。熱泵技術(shù)在余廢熱回收、低位能源的有效利用、環(huán)保與節(jié)能、運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性等方面具有非常明顯的優(yōu)勢，為能源的綜合利用、社會的可持續(xù)發(fā)展做出了一定的貢獻(xiàn)，具有廣闊的發(fā)展空間和市場前景。[ 1 ]

1 原方案現(xiàn)狀概述

1）鍋爐供水概況。經(jīng)實(shí)地調(diào)研，某高校原方案是采用以燃燒化石燃料的天然氣鍋爐為熱源，將常溫水加熱到55℃，通過供水管道將熱水輸送到洗浴中心，再經(jīng)過一定比例的冷熱水配比后，將水溫調(diào)控在40℃左右，再輸送到淋浴器末端供洗浴者直接使用。

2）現(xiàn)狀分析。原方案所提供的熱水經(jīng)洗浴者使用后直接排入下水道流走，浪費(fèi)了洗浴水中的熱量。同時洗浴廢水屬于品質(zhì)較高的潔凈雜排水，其直接排放造成了水資源的浪費(fèi)。另外燃燒以天然氣為主的化石能源也會造成一定的環(huán)境污染，且天然氣價格相對較高，造成運(yùn)行成本也比較高。

2 新方案概述

1）系統(tǒng)原理。新方案采用一臺蒸汽壓縮式熱泵以提取洗浴廢水（洗浴廢水水溫在30℃左右）中的熱量，用以加熱常溫水，將常溫水的水溫提升至洗浴溫度，輸送到洗浴系統(tǒng)中供以使用，使得熱量得以循環(huán)利用。另置一臺空氣源熱泵作為輔助熱源，與蒸汽壓縮式熱泵同時向常溫水供熱，確保洗浴水水溫達(dá)到要求。洗浴廢水經(jīng)提取熱量后，收集起來加以簡單的處理，即可作為校園綠化用水，校園道路灑水用水等，以實(shí)現(xiàn)水資源的綜合利用。

2）新方案優(yōu)點(diǎn)。以洗浴后的廢水作為能源，系統(tǒng)一年四季全天候運(yùn)行性能穩(wěn)定，不受夜晚、陰天、下雨及下雪等惡劣天氣的影響，使用壽命長，平時基本不需維護(hù)，維護(hù)費(fèi)用低。[ 2 ]另外與傳統(tǒng)的燃煤、燃?xì)忮仩t相比，清潔無污染，沒有任何燃燒廢氣及廢渣，能耗低且環(huán)保，具有良好的社會效益。系統(tǒng)壽命長，維護(hù)費(fèi)用及運(yùn)營成本低，機(jī)組安裝方便，占地面積小。

3 效益分析

1）經(jīng)濟(jì)效益。以某學(xué)校一澡堂每天的洗浴用水量為300t為例，將這部分水由常溫15℃加熱到55℃所需的熱量為Q：

選取制熱量為1400kW的RSJ-380/S-820水源熱泵機(jī)組，其輸出功率為125kW，經(jīng)計算，此熱泵回收Q1的熱量需消耗1250kW·h的電量，可產(chǎn)生2.34×107kJ的熱量用于加熱洗浴水。

選取某品牌空氣源熱泵，經(jīng)計算，此熱泵提供剩余2.7×107kJ的熱量需消耗2143kW·h的電量。

新方案共消耗電量3393kW·h，按每度電0.6元計算，此方案的日花費(fèi)為2036元。比原方案節(jié)省了3077元。節(jié)省率約為60%。

2）環(huán)保效益。在當(dāng)今社會，不僅僅存在能源危機(jī)，同時還存在著水資源的短缺與嚴(yán)重污染。所以節(jié)水與節(jié)能同等重要，都應(yīng)引起我們每個人的重視。在一個擁有數(shù)萬人的高校里，假使平均每人每次用水100升，那么采用新方案后一天可以節(jié)約幾百噸的水，隨著時間的積累，其效益就會愈發(fā)的顯著。新方案采用水源熱泵回收利用洗浴排水中的熱量，利用空氣源熱泵提取利用空氣中的熱量，并對洗浴排水進(jìn)行二次使用。符合現(xiàn)代所倡導(dǎo)的綠色、環(huán)保、低碳的生活方式。避免了CO2和其它污染物的排放，屬于環(huán)境友好型產(chǎn)品。

4 結(jié)語

熱泵浴室熱回收系統(tǒng)具有較高的性能系數(shù)COP值，較低的運(yùn)行費(fèi)用，具有較大的運(yùn)行經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢。[ 4 ]浴室廢水回收項(xiàng)目的落實(shí)與推廣，可大大減少洗浴用水對化石能源的依賴，同時也降低了化石燃料的燃燒對環(huán)境的破壞，體現(xiàn)了節(jié)能減排的理念，有效地推動可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。

參考文獻(xiàn)：

[1] 王睿懷，馮圣紅.高校浴室廢水熱回收與節(jié)能減排的探討，2008，5.

[2] 顧小剛，王玉軍，曹衛(wèi)華.廢水源熱回收熱泵使用前景分析，制冷技術(shù)，2005，10.

[3] 王增長，高羽飛.建筑給排水工程，2010，8.

[4] 黃昆榮，王林.熱泵技術(shù)在浴室廢熱回收上的應(yīng)用研究，制冷與空調(diào)，2005，5.

作者簡介：

史小航（1994-），河南開封人，鄭州大學(xué)土木工程學(xué)院2013級本科生，建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程專業(yè)；周春輝（1990-），河南駐馬店人，鄭州大學(xué)土木工程學(xué)院2013級本科生，建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程專業(yè)。

指導(dǎo)老師：劉昌海，鄭州大學(xué)土木工程學(xué)院教師。