北京工業(yè)大學(xué)：廢熱回收在學(xué)生浴池改造中的實(shí)際應(yīng)用

1、北京工業(yè)大學(xué): 廢熱回收在學(xué)生浴池改造中的實(shí)際應(yīng)用為響應(yīng)國(guó)家建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型和諧社會(huì),落實(shí)科學(xué)發(fā)展觀，切實(shí)抓好循環(huán)經(jīng)濟(jì)在我校的實(shí)際使用，有效推進(jìn)節(jié)能減排，提高能源利用效率和經(jīng)濟(jì)效益，我校在2007年前期考察和專項(xiàng)論證基礎(chǔ)上， 2008年對(duì)學(xué)生浴池進(jìn)行節(jié)能增效改造，完成了浴室廢熱回收工程。一、改造背景1、節(jié)能減排、發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)是經(jīng)濟(jì)建設(shè)可持續(xù)發(fā)展的必然要求，國(guó)家在降低單位GDP能耗指標(biāo)上做了長(zhǎng)期規(guī)劃，發(fā)展趨勢(shì)不可逆轉(zhuǎn)。我校領(lǐng)導(dǎo)高度重視節(jié)能減排工作,把建設(shè)節(jié)約型校園作為學(xué)校一項(xiàng)重要工作常抓不懈，以減量化、再利用、資源化為原則，努力探索節(jié)能工作新途徑。積極運(yùn)用節(jié)約資源新技術(shù)抓好學(xué)校水、電、

2、氣節(jié)能降耗，為浴池改造減排及廢熱回收創(chuàng)造了條件。2、2008年北工大承擔(dān)著第29屆奧運(yùn)會(huì)羽毛球、藝術(shù)體操兩項(xiàng)奧運(yùn)賽事。為了配合迎奧運(yùn)校園環(huán)境綜合治理，我們?cè)谠∈腋脑熘胁捎脧U熱回收系統(tǒng)，減少污水排放的熱污染和廢熱排放量，對(duì)充分體現(xiàn)綠色環(huán)保理念更具有特殊意義。 3、我校現(xiàn)有鍋爐設(shè)備陳舊老化，各項(xiàng)運(yùn)行指標(biāo)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出實(shí)際使用價(jià)值。三臺(tái)天然氣鍋爐中，一臺(tái)已經(jīng)報(bào)廢，一臺(tái)因腐蝕漏水嚴(yán)重作為用水高峰期的輔助加熱，只有一臺(tái)能正常使用，但也因使用周期過(guò)長(zhǎng)而效率低下。另外該系統(tǒng)中的熱水箱年久老化,保溫效果差,且隨時(shí)存在漏水等安全隱患。因此，對(duì)其設(shè)備的更新改造已是迫在眉睫的實(shí)際問(wèn)題，也是節(jié)能降耗的有效途徑之一。二、選擇

3、熱泵技術(shù)利用廢熱回收系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)1、各種加熱設(shè)備綜合能效比對(duì)本著安全第一、環(huán)保先行、節(jié)能為主的審慎原則，我校在初期論證以及設(shè)備選型上,多方考察市場(chǎng)上現(xiàn)有的加熱設(shè)備和國(guó)內(nèi)外新型節(jié)能技術(shù),采集各種熱水加熱方式以及綜合各項(xiàng)設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)，并進(jìn)行了綜合比較（見(jiàn)表一各種加熱設(shè)備綜合能效比對(duì)）經(jīng)過(guò)專家論證，萬(wàn)利源高效廢熱回收系統(tǒng)在與各種加熱設(shè)備的綜合比較中，具有良好的運(yùn)行優(yōu)勢(shì)。天然氣鍋爐雖然作為普及率比較高的加熱設(shè)備，但在當(dāng)今環(huán)保節(jié)能要求逐步提高的社會(huì)大環(huán)境下以及新能源、新技術(shù)快速發(fā)展的背景下各項(xiàng)對(duì)比指標(biāo)還是要落后于新興的熱泵技術(shù)。太陽(yáng)能技術(shù)是目前較為普及的技術(shù)，但在實(shí)際使用中對(duì)陰天下雨的環(huán)境卻還需要輔助熱源

4、來(lái)補(bǔ)充。作為日用水量超過(guò)100噸以上的北京工業(yè)大學(xué)來(lái)講無(wú)疑是比較大的一筆運(yùn)行費(fèi)用，同時(shí)在造價(jià)上如果不做造價(jià)比較高的真空管太陽(yáng)能而采用管內(nèi)走水的全玻璃集熱管太陽(yáng)能，就北京的水質(zhì)硬度來(lái)說(shuō)每年的清洗費(fèi)用也是一筆不小的開(kāi)支，這些邊際費(fèi)用的增加無(wú)疑增加了運(yùn)行成本。空氣源熱泵雖然效率高，但在冬季的效率卻要下降很多，難免會(huì)有在夏季節(jié)約的成本要補(bǔ)貼到冬季的運(yùn)行費(fèi)用中去。表一各種加熱設(shè)備綜合能效比對(duì)加熱方式天然氣鍋爐燃油鍋爐電鍋爐太陽(yáng)能空氣源熱泵萬(wàn)利源廢熱回收系統(tǒng)燃料種類天然氣柴油電電輔助電電燃燒值8000Kar/m310200Kar/kg860 Kar/Wh860Kar/Wh860 Kar/Wh860 Kar

5、/Wh熱效率75%80%95%95%年平均280%500%燃料單價(jià)2.05元/m35.0元/kg0.5元/kWh0.5元/kWh0.5元/kWh0.5元/kWh每噸水使用燃料5/ m331kg3671kWh陰天3671kWh1246kWh698 kWh每噸水燃料費(fèi)用1025元1550元1938元陰天1938元623元349元加熱150噸水，300天運(yùn)行費(fèi)用46萬(wàn)元70萬(wàn)元87萬(wàn)元根據(jù)天氣變化30萬(wàn)元左右根據(jù)氣溫變化30萬(wàn)元左右16萬(wàn)元對(duì)環(huán)境污染程度不嚴(yán)重不嚴(yán)重?zé)o無(wú)無(wú)無(wú)設(shè)備使用年限5-7年5-7年5年8年-10年10年以上10年以上有無(wú)危險(xiǎn)性比較危險(xiǎn)非常危險(xiǎn)需停電使用需停電使用無(wú)無(wú)（注:此表數(shù)據(jù)

6、按照每日需求42洗澡熱水150噸計(jì)算；自來(lái)水年平均水溫為12；空氣溫度按照年平均20計(jì)算；電價(jià) 0.5元/kWh ；太陽(yáng)能電輔助系統(tǒng)用電根據(jù)氣象記錄計(jì)算，全年陰天+曇日累計(jì)用電可占40-50%，本數(shù)據(jù)按照40%計(jì)算；天然氣鍋爐效率根據(jù)我?，F(xiàn)有鍋爐實(shí)際效率計(jì)算。） 萬(wàn)利源高效廢熱回收系統(tǒng)采用新興的熱泵技術(shù)，通過(guò)在浴室安裝熱泵裝置，取代原有的燃?xì)忮仩t。該技術(shù)采用水源熱泵技術(shù)，直接從洗澡的廢水中提取熱量，將自來(lái)水加熱作為洗浴用水。熱源穩(wěn)定，避免了水源熱泵打井的麻煩又很好地解決了地下水位不穩(wěn)定帶來(lái)的不利影響，又解決了因冬天室外環(huán)境溫度低而導(dǎo)致的空氣源熱泵效率低下的問(wèn)題。萬(wàn)利源廢熱回收系統(tǒng)的熱源為洗浴后

7、排放的污水，四季均為30-35，熱源的穩(wěn)定確保了機(jī)組相對(duì)恒定的效率，同時(shí)廢熱回收后的冷水又減少了污水排放的熱污染，無(wú)論從循環(huán)經(jīng)濟(jì)的角度考慮還是從實(shí)際的運(yùn)行可操作性角度考慮都有比較高的使用價(jià)值。 2、萬(wàn)利源廢熱回收系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)按照我校提供的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，沈陽(yáng)萬(wàn)利源節(jié)能工程有限公司進(jìn)行有針對(duì)性的設(shè)備選型、施工組織設(shè)計(jì)，浴池節(jié)能改造從2008年6月15日起至7月15日結(jié)束，一次性驗(yàn)收合格，各項(xiàng)數(shù)據(jù)達(dá)到設(shè)計(jì)使用標(biāo)準(zhǔn)。通過(guò)一個(gè)階段的實(shí)際運(yùn)行總結(jié)出萬(wàn)利源廢熱回收系統(tǒng)與原有天然氣系統(tǒng)的比較優(yōu)勢(shì)：性能穩(wěn)定 運(yùn)行平穩(wěn)。該系統(tǒng)自動(dòng)化程度高，便于操控,運(yùn)行人員少，無(wú)壓力容器存在，安全性好。機(jī)組體積小，節(jié)省空間。壓縮機(jī)采用意

8、大利進(jìn)口都靈壓縮機(jī)，長(zhǎng)時(shí)間不間斷運(yùn)行有更強(qiáng)的適應(yīng)能力，具有運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、低震動(dòng)、低噪音等特點(diǎn)。技術(shù)領(lǐng)先 設(shè)計(jì)合理。系統(tǒng)機(jī)組全部零部件及電控箱整體組裝結(jié)構(gòu)緊湊、占地面積小、操作簡(jiǎn)便，設(shè)計(jì)、安裝、操作及維護(hù)有很大的方便性和經(jīng)濟(jì)性?？刂葡冗M(jìn) 使用壽命長(zhǎng)。配備可調(diào)程序控制器，具有先進(jìn)的全自動(dòng)控制功能:故障自我診斷、報(bào)警及保護(hù)，實(shí)時(shí)顯示機(jī)組的運(yùn)行參數(shù)、報(bào)警參數(shù)，監(jiān)測(cè)熱（冷）水的出水溫度和回水溫度。 保護(hù)完善 安全性高。有完善的安全保護(hù)系統(tǒng)：壓縮機(jī)排氣壓力過(guò)高保護(hù)、壓縮機(jī)吸氣壓力過(guò)低保護(hù)、電機(jī)保護(hù)（過(guò)載保護(hù)、線圈過(guò)熱保護(hù)、反相保護(hù)）、斷水保護(hù)、冷水溫度過(guò)低（防凍）保護(hù)、熱水溫度過(guò)熱保護(hù)等，安全保護(hù)裝置齊全，運(yùn)

9、行安全可靠。 恒溫恒壓 減少浪費(fèi)。整套系統(tǒng)采用的供水方式是恒溫恒壓供水，不管多少人同時(shí)洗浴，系統(tǒng)的供水溫度和供水壓力都是恒定的。第一、避免了師生使用混合閥調(diào)節(jié)水溫時(shí)忽冷忽熱造成的浪費(fèi)水現(xiàn)象；第二、避免了因開(kāi)啟淋浴頭數(shù)量的變化造成的供水壓力波動(dòng)，導(dǎo)致淋浴頭的出水溫度和流量變化；第三，簡(jiǎn)化師生了洗浴程序，滿足了師生的洗浴需求。三、運(yùn)行效率分析運(yùn)行期間我校分時(shí)段對(duì)該機(jī)組各項(xiàng)運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)并匯總分析，萬(wàn)力源廢熱回收系統(tǒng)在夏季運(yùn)行費(fèi)用最低，能效比為4.911；秋季因水溫下降運(yùn)行費(fèi)用略有提高，能效比為5.191；冬季因自來(lái)水溫度最低，運(yùn)行費(fèi)用最高，能效比為5.61；春季因自來(lái)水溫度開(kāi)始升高，運(yùn)行費(fèi)用略有

10、下降，能效比為5.251；平均能效比為5.42，大大高于燃?xì)忮仩t。（見(jiàn)表二廢熱回收系統(tǒng)階段性觀測(cè)實(shí)際記錄及費(fèi)用分析）表二廢熱回收系統(tǒng)階段性觀測(cè)實(shí)際記錄及費(fèi)用分析觀測(cè)時(shí)間自來(lái)水溫度生產(chǎn)熱水（噸）消耗電(度) 折合成本（元/噸）8月15日-9月1日1884053003.169月5日-9月131510月27日-11月10日132239161603.612月16日-1月11日52755241604.383月16日-3月29日81684140804.18階段合計(jì)8698671303.86（注：電按照0.5元/度計(jì)算，熱水按照系統(tǒng)設(shè)置42計(jì)算）同時(shí)在監(jiān)測(cè)期間對(duì)該系統(tǒng)回收熱量所加熱

11、的熱水總量與原有天然氣系統(tǒng)同樣加熱該總量的熱水進(jìn)行對(duì)比，截止2009年3月31日萬(wàn)利源廢熱回收系統(tǒng)累計(jì)回收洗澡水中的熱量加熱自來(lái)水共計(jì)23000噸，消耗電量170000度，折合每噸熱水成本為3.7元。按我?，F(xiàn)有天然氣鍋爐的熱效率以及常年費(fèi)用統(tǒng)計(jì)計(jì)算該階段加熱同樣多的熱水需要的運(yùn)行費(fèi)用為9.5元/噸，節(jié)約運(yùn)行費(fèi)用60%以上。按1立方米天然氣產(chǎn)生1立方米二氧化碳計(jì)算該階段累計(jì)減排二 北京工業(yè)大學(xué)公共浴室廢熱回收設(shè)備氧化碳227噸，以我校全年使用熱水45000噸計(jì)算，預(yù)計(jì)將節(jié)約運(yùn)行成本近30萬(wàn)元，減少二氧化碳排放量400余噸。具有很好的經(jīng)濟(jì)效益?？梢栽谌陜?nèi)收回投資成本。并減少了校內(nèi)的一個(gè)污染源。四、二期節(jié)能增值開(kāi)發(fā)利用 2009年，我校計(jì)劃進(jìn)行廢熱回收系統(tǒng)的二期節(jié)能增值開(kāi)發(fā)利用。在廢熱回收的同時(shí)提供冷源。以校醫(yī)院進(jìn)行測(cè)算，夏季可以為其3000平米建筑提供全部冷源。按校醫(yī)院現(xiàn)有安裝分體空調(diào)計(jì)算，一個(gè)夏季運(yùn)行費(fèi)用在16萬(wàn)元左右，如果把萬(wàn)利源廢熱回收系統(tǒng)增值利用，做為校醫(yī)院夏季空調(diào)冷源，空調(diào)運(yùn)行費(fèi)用可以降低到3萬(wàn)元以下，（冷源由萬(wàn)力源廢熱回收系統(tǒng)免費(fèi)提供，其他耗能有水泵能耗+風(fēng)機(jī)盤(pán)管能耗+冷卻塔能耗）每年可節(jié)省費(fèi)用13萬(wàn)元；再加上洗浴