【正文】 SHT?考慮到 不能直接線性回歸，故用下式替代2v 21821721615214131/ TaTaTaah SHSHSHSHSHS ??????北京建筑工程學院碩士論文26（3－7） （3－8）12ahv??表 3－4 式（3—7）和（3—8）中的系數(shù))10(3??a)10(74?a)0(615??a）610(?a)10(??a)10(8?a(％)aeR134a 表中， 為 的擬合結果和參考數(shù)據(jù)源之間的最大相對誤差。ae 由 Chan 和 Haselden 程序的計算結果，Cleland 建議采用如下多項式形式計算過熱氣體焓。ae由飽和溫度計算估計飽和氣體焓的多項式采用 （3－4）31210981 Taahv ?? （3－5）2hv式中， 作為一個中間值，在后面計算過熱氣體焓時還將用到，而系數(shù) 反映了因基準1v 12a點不同而造成的數(shù)值差異。在以后的飽和氣體焓和過熱氣體焓計算中，也均采用 IIR 標準。在 IIR 標準中規(guī)定 0℃時4＝202200J/kg。 在制冷劑的熱力性質(zhì)計算中，飽和壓力和飽和溫度之間經(jīng)常要求可逆計算，Cleland借鑒了 Atoine 方程的形式，即 （3—1）)/(exp(321aT?? （3—2）2)/lnaT?針對 R134a 給出擬合系數(shù)和精度表 3－1 式（3—1）和（3—2）中的系數(shù)1a2aa (%)aeR134a 其中 (%)為擬合結果和參考數(shù)據(jù)源之間的最大相對誤差。這套制冷劑熱力性質(zhì)簡化模型簡單、實用、計算量小，得到了較多系統(tǒng)仿真研究者的青睞。因此，研究制冷劑熱力性質(zhì)的工程簡化計算方法具有重要的實際意義。又如，裝置或過程的實時控制。例如，裝置的仿真和優(yōu)化計算 [36]。目前一般都是通過專業(yè)研究人員開發(fā)專業(yè)軟件供工程應用，例如NIST（National Institute of Standard and Technology）開發(fā)的 PEFPROP 軟件。這里主要使用 Cleland 簡化計算模型的多項式函數(shù)擬合方法。另一類是簡化的多項式函數(shù)擬合方法。對于熱力性質(zhì)的北京建筑工程學院碩士論文24計算，主要有兩類方法：一類是狀態(tài)方程（EOS）方法。因此，R134a 循環(huán)系統(tǒng)應保持絕對干燥 [32]。在為 R134a 專門開發(fā)的諸多合成油中，主要是聚烯醇類油(Polyalkylene)、酯基油（Ester）和氨基油（Amides） 。工質(zhì) R134a 的性質(zhì)適用于離心式壓縮機，目前國外已有廠家生產(chǎn) R134a 配合離心式壓縮機的中高溫熱泵機組，最高供水溫度可達到 70℃。R134a 的化學穩(wěn)定性較好，熱分解溫度較高。R134a 具有良好的遷移性質(zhì)，其液體及氣體的熱導率顯著高于 R12。R134a 的化學分子式為 ,常壓下42FHC℃，無毒，不燃不爆。選取環(huán)境友好型的工質(zhì)，是研究開發(fā)熱泵技術的首要問題。根據(jù)《蒙特利爾議定書》的規(guī)定，自 1999 年 7 月 1 日起發(fā)展中國家就進入實質(zhì)性履約階段，將把氯氟烴（CFC）的生產(chǎn)和消費凍結在 1995～1997 年 3 年平均水平上，并開始逐年淘汰，到 2022 年削減到 50%，到 2022 年以后完全停止生產(chǎn)。 循環(huán)工質(zhì) R134a 的性質(zhì) 近幾年來，CFC 對大氣臭氧層的破壞問題受到世界各國的普遍關注。 熱泵循環(huán)工質(zhì)的數(shù)學模型工質(zhì)是熱泵循環(huán)的基礎，選擇合適的循環(huán)工質(zhì)是研究熱泵系統(tǒng)的關鍵。北京在校生遠大于 70 萬人，僅高校浴室廢水熱量回收，每年就可以節(jié)約上千萬的能源，不能不說，本項目的節(jié)能潛力巨大，實際意義明顯。表 2—3 每人每年洗浴廢水熱回收可以節(jié)約的費用燃料季節(jié)天然氣（元） 石油（元） 電（元）冬季 過渡季節(jié) 夏季 總計 從表中可以看出洗浴廢水熱量回收價值非?？捎^。表 23 ?年中不同季節(jié)洗浴所產(chǎn)生廢水熱量進行回收，如改為加熱這部分水所消耗能源需要花費的費用。計算得到Q 回 =1350 KJ如改為使用天然氣加熱自來水來供應這么多熱量，所消耗費用為：= 元。 為每周的洗浴次數(shù)，.??100L 為每人每次洗浴用水量（洗浴次數(shù)和用水量均為冬季） ；Δt ——溫差, ℃，廢水經(jīng)過蒸發(fā)器進出口溫度的差值。Δt （2—1）式中:c ——水的定壓比熱容,取 KJ/kg假設廢水經(jīng)過換熱器后的溫度為 15℃，即回收溫差為 16℃，對冬季洗浴每人每天所產(chǎn)生的廢水進行余熱回收，所回收的廢熱能量計算為：計算公式Q 回 = c 社會價值分析在不同季節(jié)，所獲得的經(jīng)濟價值不同，以冬季為例。北京全年自來水由于是取自地下水，所以溫度比較穩(wěn)定，常年穩(wěn)定在 13～15℃左右，這對項目的進行比較有利。冬季（北京供暖天數(shù)）120 天，夏季（北京需要供冷天數(shù)）120 天，過渡季節(jié) 125 天。(8）北京市室外溫度。h）燃燒值 36533KJ/ 41868KJ/Kg 3600KJ/（KW選取天然氣、石油和電三種燃料進行對比，北京的鍋爐大多采用天然氣，主要由于天然氣比石油和電的價格低，沒有采用煤，是因為北京限制采用燃煤鍋爐，實際意義不大。（7）不同燃料生產(chǎn)熱水的費用及鍋爐效率。天（全年平均） 。全年平均為 2 次/周。1）每人每次的洗浴用水量，根據(jù)調(diào)查和文獻資料，在 80～120 L/人（6）污水總量。雖然本次調(diào)查是針對學校，但是，隨著項目應用的逐步深入，也可以將項目應用于公共浴室。200 個水龍頭開放 4 個小時，集中時間為 2 個小時，可以滿足一個規(guī)模為 6000 人的學校，依次類推。浴室是為學校服務的，浴室的容量必須能夠滿足學生日常生活所用。學校規(guī)模是很重要的數(shù)據(jù)。流量的最大值即可認為是所有浴室水龍頭全部使用，當然，有的時候即使這樣也滿足不了洗浴的要求，但是，流量的最大值卻不會改變。一般這個時候的學生結束了一天的辛苦學習，會進行一些課外活動和休息，所以洗浴時間多集中在這個時間段。在 5－10 個小時的開放時間中，又會有 3－4 個小時的洗浴人員集中時間。浴室熱水供應不是全天 24 小時，而是有一段固定的服務時間，大多為 5－10 個小時左右。由于項目針對的對象是高校，有很多特性。很多參考文獻中也把洗浴廢水的溫度定為 31℃ [25][27][28]。（3）廢水溫度在 31℃左右。冬季設置在 40～42℃范圍內(nèi)，夏季設置在 36～38℃，由于不同學校的設備和管理不同，所設定的浴室洗浴用水溫度也有所差別，但是總的來說多集中在此范圍以內(nèi)。在本次社會價值的分析中，也把節(jié)能與燃氣消耗作為主要比較指標。取而代之的是市政熱力、燃油、電、燃氣鍋爐。沒有發(fā)現(xiàn)使用燃煤鍋爐。所以，所謂項目的經(jīng)濟性是相對而言的，即相對于廢水熱量不回收或是少回收而言的。廢水和自來水經(jīng)過熱量交換后的溫度由系統(tǒng)、換熱器、換熱工況等多種因素決定，可以根據(jù)實際情況進行選型匹配，以達到最佳的經(jīng)濟效果。熱回收裝置的一側為浴室廢水，另一側為自來水，簡單的講，就是將廢水的熱量通過熱回收裝置搬到冷水側，用以達到節(jié)能的效果。但是，遺憾的是本校浴室未建立浴室廢水回收裝置，仍然是直接排放到排污井中，這對于本校浴室廢水熱量回收項目改造的進行無疑有困難的，充分考慮各種實際因素，文章最后在項目設計中考慮建立一個小型蓄水池，以達到污水簡單處理和調(diào)節(jié)水量的作用。當采取廢水池回收廢水時，可以通過水泵從污水池中抽取廢水進行熱量交換，并且，浴室出水在廢水池經(jīng)過一定的凈化處理后，對系統(tǒng)換熱器的換熱工況、使用壽命等都有較明顯的提高。目前北京市大部分高校洗浴后的廢水都直接排放，浪費了大量的熱量。調(diào)研采用的問卷如表 2－1：表 2－1 浴室廢水熱量回收調(diào)查表浴室廢水熱量回收調(diào)查表 年 月 日高校名稱 　總人數(shù) 　 浴室數(shù)量 　 開放時間　 開放天數(shù)　 集中小時數(shù)　淋浴進水溫度℃　 洗浴后水溫度℃　 廢水溫度℃　 室外溫度℃　 　燃燒值 　 燃料價格　鍋爐型號 　 燃 料 　單位 　 單位 　鍋爐效率　污水處理裝置□有□無 熱量回收裝置□有 □無　備注：北京建筑工程學院碩士論文19在調(diào)研前，對項目的系統(tǒng)流程進行了簡單的設計，如圖 21。調(diào)研重點是浴室廢水出口溫度和污水流量等課題需要的實際數(shù)據(jù)。根據(jù)項目的前期調(diào)研和分析，依靠學校重點實驗室支持，將對本校的浴洗廢水進行熱量回收，工程一方面是從實際上來驗證浴室廢水熱量回收的巨大節(jié)能潛力，同時也是充分相信項目的應用前景，真正的將理論應用于實際，使學校和社會真正獲益。這個是一個龐大的群體，可以看出，巨大的數(shù)字后面隱藏著客觀的節(jié)能潛力。截止至 2022 年底，北京市 82 所高校約有 萬名在校生，其中 ％屬于中央高校，％的學生在市屬高校。北京作為我們國家的首都，是全國政治、經(jīng)濟和科學文化的中心。本文主要工作：通過對北京市部分高校進行的實地調(diào)研，得到高校浴室廢水熱量回收項目的相關重要參數(shù)，分析項目節(jié)能潛力；選擇合適的制冷劑、壓縮機、蒸發(fā)器、冷凝器模型，建立熱泵機組數(shù)學模型，用VB 編程實現(xiàn)系統(tǒng)模擬；通過類似工程的實地數(shù)據(jù)測量，驗證模型的正確性和準確性；對本校浴室廢水熱量回收改造工程進行設計，用建立的模型對熱泵選型和系統(tǒng)運行進行計算和分析，為項目的下一步實施提供參考和依據(jù)。采用熱泵系統(tǒng)對浴室的廢水熱量進行回收，是合理利用低品味熱源并且節(jié)能、環(huán)保、經(jīng)濟的供熱方式。北京建筑工程學院碩士論文17圖 13 浴室熱泵構成圖 本文的主要工作目前國內(nèi)外廢水熱量回收工作主要是集中在以城市原生污水、中水等為熱源的研究中，作為廢水熱量回收的一種利用途徑，浴室廢水熱量回收的研究工作也在進行，但是工作主要集中在方案論證和理論分析基礎上，缺乏足夠的說服力，本論文借鑒已有的研究成果，建立模型對浴室廢水熱量回收做進一步分析，并對實際浴室廢水熱量改造工程進行設計，將從實際工程中對浴室廢水熱量回收工作進行分析。對浴室熱泵的進一步研究，將有助于其在我國的推廣使用，以逐步取代電熱水器和燃氣熱水器。文章給出結論是，用浴室熱泵替代家用電熱水器，可大幅度降低用戶使用費用，必將產(chǎn)生顯著的經(jīng)濟效益。理論計算表明，浴室熱泵直接以溫度較高的浴室廢熱水為低位熱源,其理論制熱系數(shù)高達12. 9 [26]。借助lgph 圖和T–s 圖對其進行了理論分析，并計算了不同工況下的理論與實際供熱系數(shù)。如圖 12。對熱泵機組的供熱系數(shù) COP 值、熱泵熱力完善度 、制熱季節(jié)性能系數(shù) HSPF，一次能源利用系數(shù) E、工質(zhì)循環(huán)過程的 火 用 損情況等?方面進行了詳細的熱力經(jīng)濟性分析。從供熱系數(shù)、能源利用系數(shù)、運行經(jīng)濟性等方面對熱泵浴室廢熱回收系統(tǒng)進行了分析。經(jīng)過初步的分析和論證顯示：用熱泵技術回收浴室排放廢水的廢熱具有較高的經(jīng)濟性、較佳的節(jié)能與環(huán)保效果 [25]。相對于大眾集體浴室和生產(chǎn)用熱的廢熱來說，高校浴室開放時間固定，用水流量大、溫度(淋浴溫度和排水溫度) 較穩(wěn)定，并且淋浴溫度適中，適合用熱泵技術進行余熱回收。對污水源熱泵的原理和形式做了詳盡的介紹，對污水源熱泵和傳統(tǒng)的熱泵空調(diào)進行了技術上的比較，提出了污水源熱泵系統(tǒng)的設計計算。據(jù)專家測算，沈陽市經(jīng)過處理的污水為水源熱泵所供水源，能為約 1000 萬㎡的建筑采暖，因此可節(jié)省沈陽每年所需采暖煤炭 35 萬 t。 2022 年北京市排水集團在高碑店污水處理廠開發(fā)了一套污水源熱泵實驗工程（建筑供熱 900㎡） ，該實驗工程利用處理后的污水作為熱源，將換熱器沉浸在污水中，來提取污水中的冷熱量，運轉效果良好。 國內(nèi)研究與應用進展我國城市污水源熱泵技術推廣應用剛剛起步，處于實驗和研究階段，但發(fā)展很快。與使用未處理污水作為熱源相比，該熱泵系統(tǒng)減少了自動曬濾器等設備，同時換熱器的材質(zhì)也選用了暖通空調(diào)換熱器常用的銅，其設備費用大大降低，但缺點是只能就近在污水處理廠內(nèi)部利用處理后的污水，如果遠距離輸送，不但污水熱量損失，而且增加投資費用。供給對象是污水處理廠內(nèi)部的西部管理事務所以及落合處理廠的管理樓，空調(diào)面積為 2270㎡，1986 年完成 [23]。從 1987 年開始，日本東京市政府啟動城市污水熱能回收項目，現(xiàn)有 11 個污水源熱泵系統(tǒng)在運行。目前，瑞典斯德哥爾摩有 40%的建筑物采用熱泵技術供熱，其中 10%是利用污水處理廠的出水，日本對污水水源熱泵技術也進行了大量的研究，并且處于世界的領先地位。從開始時單機容量僅幾兆瓦發(fā)展至今單機容量達30MW，單個項目總裝機容量達 160MW[22]。20 世紀 80 年代以來，在北歐諸國、美國、日本等國家相繼建立了一批大型城市污水源熱泵系統(tǒng) [19][20][21]。 國內(nèi)外研究和應用進展迄今為止，人們對熱泵已經(jīng)進行了大量的研究工作，也取得了較為實用的研究成果，并廣泛應用于實際工程中。應用熱泵技術對洗浴后的熱水進行熱量回收具有相當明顯的節(jié)能優(yōu)勢。通過調(diào)查我們發(fā)現(xiàn)，集體浴室有大量的生活廢熱水，水溫在 31℃左右，許多企業(yè)的生產(chǎn)過程中需要大量的熱水，同時又產(chǎn)生更多的廢熱水。近幾年來，城市污水成為一種受人關注的低溫余熱源，是水/水熱泵或水/空氣熱泵的理想低溫熱源。隨著社會對能源需求的增加，對能源短缺的切身感受，新能源發(fā)展