常州某洗浴休闲会所，淋浴热水系统由5台10P常规空气源热泵组成，设计每日生产30~50吨55度热水，满足300~500人次洗浴需求。另配套4台10P泳池专用热泵分别为3台供男区浴池、1台供女区浴池池水的恒温。自2018年12月会所运营以来，客流量不断刷新记录，日接待洗浴客人破700~800人次，其中淋浴热水供应能力远超原30吨设计。
本案原三级加热空气源热泵热水系统平面布置图
该会所原计划在冬季三个月会购买商用热水。一则成本高，二则用水品质（水质硬）达不到客户对高品质经营的要求，三则操作起来也多有不便。此时，我公司向客户推荐的污水源热泵（废热回收）技术，并成功实践并应用。
一、数据分析
本案中，根据运营这段时间数据积累，原空气源热泵热水及浴池恒温设计还是实现了预定需求。单淋浴热水，会所在周末已接待700多位客人了，保守估计，该系统目前的生产能力早已接近50吨。依目前运营发展势头情况，冬季洗浴高峰期的客流量肯定能破千，则淋浴热水需求量应在50~80吨55度之间，甚至更高。
本案中，依现有淋浴设备的生产与会所的消耗能力：日耗50吨热水计，则产生约45吨左右、温度在30~35度废水。另外，在泡池换水时，男女区的池水保守估计又要排放近30~40吨40度（以35度计），则在泡池不换水的经营日，每日有30~50吨空气源热泵生产的淋浴废水；在泡池换水的经营日，则有近60~80吨这种温度仍有30~35度余热的废水。
依据水源热泵工作原理，理论上有多少废水量就能产生多少适用的热水（温度可调，在42～55度之间）。则本案中淋浴热水的生产能力可以翻倍增长，完全能够满足会所冬季高峰时的热水需求。
本案洗浴会所污水源热泵系统运行原理图
二、系统原理说明
本案中，先将淋浴及泡池这两部分收集过来的污水经过沉淀，进毛发聚集器，流经一污水箱。其中一部分污水由一污管道泵进PⅠD（智能流量控制板式换热系统）冷热回收机组，将6～8度自水直接加工成30度左右温水。
此处加工成本接近于零能耗的30度左右温水。
-
1.进会所原冷水二次供水水箱。替代会所淋浴端的原6～8度自来水作为淋浴用水混水阀的冷水用水(这样淋浴端的热水量就大大节省了)。
-
2.进会所原空气源热泵系统初级水箱。替代原淋浴热水系统的初级水箱的原6～8度自来水补水；
-
3.最后还进入新增污水源热泵水箱。
而经过PlD机组加工后的尚有余热的污水（12~150C）再进二污水箱，由二污管道泵与污水源热泵作热源侧换热，机组将30度左右温水直接加热至40~55度。（在后来的系统调试中，我们将经由污水源热源加工的40~55度热水直接补入原空气源热泵淋浴系统的二级水箱。这样，当水温在40度左右时，再由二三级空气源热泵升温5度左右，便可由与三级恒温供热水箱相连的变频供水泵组直接提供室内淋浴或浴池换水用水。）
本案原三级加热空气源热泵系统与新增污水源热源热回收系统安装实例
三、效益分析
自2018年12月中旬开始安装，至月底进入试运行。此套新污水源热泵系统与原空气源热泵热水系统的整合，经过一段时间运行、调整、完善，已突显出其强大的节能、高效的技术特点与超强翻番的产水能力。
首先，新增污水源热泵系统的智能变流量板式换热装置，耗能低，换热能力强（以本案为例，时处理污水量为8吨/时，一污水泵能耗2.2KW,即将一吨6～8度自来水换热到32度温水，其能耗仅为0.3度不到）；
再者，污水源热泵将32度温水加工成42~55度热水。以本案配套的额定功率18KW的热泵机组为例：加工42度热水，其能力最低为6～7吨。以6吨计，加上两组换热侧循环泵功率共3.7KW和机组功率，其能耗也就在（18 3.7）KW/6≈3.6KWH/吨。
所以，综合此套污水源热泵系统，将6～8度自来水 加工到42度温水，其能耗才接近4度/吨（在二污水箱保持充沛的、温度在10度以上的污水源时，是完全可以加工至55度的）。本案中，42度温水再经由原空气源热泵系统配套的二三级热泵机组加热到50~55度区间，此段能耗应在3~5度/吨（冬季环温在10度到0度区间情况下）。
当二三级水箱水量不足以满足供应时，一级水箱中温度在32左右的温水，再经过一、二、三级加热至50~55度区间，此段能耗也就在5~8度/吨。
综上数据，本案中，新增污水源热泵与原空气源热泵系统，将6~8度自来水加工到50~55度区间，其平均能耗在10度/吨左右，加上自来水的成本（4.5元/吨），电费以1.0元/度计，则每吨水的成本不超过15元。
而以45度水温为上限，则本案的热水成本可控制在10元左右。
更重要的一点，两系统的结合，其加工热水的能力成倍增长：客流量大，用水量大，则补偿新水的能力相应增大。即用得多，排得多，产的也就越多，会所的效益也就越好。真正实现产能与收益的良性循环。而且，还实现了投资此套系统的另一优势：省心。
附1：废水余热回收系统配置
以一台额定功率18KW污水源热泵机组，配套一组换热能力在8吨/小时的高效热回收机组为基本配置
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序号 |
设备 |
型号、规格/品牌 |
功率KW |
数量 |
单位 |
备注 |
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1 |
污水源热泵机组 |
额定功能在18KW，制热量在80KW |
18.0 |
1 |
台 |
产42℃水量： 7.2 m³/h |
|
2 |
PID高效冷热回收机组 |
变频可控流量 |
1 |
套 |
换热最大流量：8吨/小时。 | |
|
3 |
一污水管道泵 |
爱克AP~300（Q=12m3/h, H=30m） |
2.2 |
1 |
台 |
意大利品牌 |
|
4 |
二污水管道泵 |
爱克AP~300（Q=15m3/h, H=25m） |
2.2 |
1 |
台 |
意大利品牌 |
|
5 |
机组运行泵 |
威乐PH~1501QH（Q=10m3/h, H=27m） |
1.5 |
1 |
台 |
德国品牌 |
|
6 |
毛发过滤器 |
DN100/80 （Q=10m3/h） |
订制 |
1 |
台 |
订制 |
|
新增热水储水保温水箱 |
总容量在8m3圆柱形不锈钢保温 |
1 |
项 |
大正定制，圆柱形不锈钢保温 | ||
|
新增2只污水水箱 |
容量在5m3一污圆柱形不锈钢保温和8吨二污保温水箱 |
1 |
个 | |||
|
新增一只砂缸过滤器 |
流量在10 m3 |
爱克∮650 | ||||
|
7 |
药洗箱 |
400×500×400 |
1 |
个 |
订制 | |
|
8 |
其它配套阀门管材管件电线电缆待 |
1 |
项 |
国标 | ||
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9 |
系统控制柜 |
负荷约25KW |
1 |
项 |
自备，包括新增系统所有强弱电控制 | |
说明：1.本案为预算所列范围内总包交钥匙工程，即从设备制作到安装调试，至交付使用所需的所有费用。2.设备安装平台约30平方。客户方需解决设备安装平面的硬化或其它必备条件。客户需将淋浴及泡池的污水管道（管道做保温处理。管径为DE160）输送至安装平台附近，并留余量。另将新增设备电源电缆（3*35 2*6mm2）等送至设备安装地3米范围内。
附2：与其它供热设备的性价对比
以本案用水需求量每日50吨为例：50吨空气源热泵热水系统与日产50吨同样温度热水的其它热水设备相比
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项目 |
购买商用热水（以购买的热水水温约80~900C） |
空气源热泵热水中心 |
浴场废水余热回收（污水源热泵系统） |
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日运行费用(元) |
1吨900C热水可兑成1.4吨550C热水，也即约35吨商用热水可兑成50吨550C热水。商用热水以30元/吨计，自来水以4.5元/吨计，则购买35吨热水所需费用为：35*30 15*4.5≈1120元 |
本案参照空气源热泵运行费用应以环境温度在~5～100C计，热泵能效比在2.0~3.0之间。进水水温以6～100C，耗能在13～18度之间，电费以1元/度计，加上自来水4.5元/吨，则加工50吨550C热水的费用为：50*15 50*4.5=975元 |
本案使用的污水源热泵设备，其原理是利用浴场排放的、水温约在30～350C这个相对环温为高温的优质热源制取550C热水，机组的能效比稳定维持在4.0以上，以进水水温以6～100C，耗能在7～8度之间，电费以1元/度计，加上自来水4.5元/吨，则加工50吨550C热水的费用为：50*8 50*4.5=625元 |
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90天费用 |
90*1120=100800元 |
90*975=87750元 |
90*625=5，6250元 |
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使用寿命 |
10~15年 |
10~15年 |
版权：本案例由常州市大正新能源科技有限公司总经理张友书提供，所采用的空气源热泵设备为中广欧特斯品牌。特此致谢。
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