Практический пример: Рекуперация тепла сточных вод

В декабре 2024 года компания National Grid представила предложение о создании тепловой энергетической сети KeySpan Energy Delivery New York (KEDNY) Комиссии по коммунальным услугам штата Нью-Йорк в рамках Закона об коммунальных теплоэнергетических сетях и рабочих местах (UTENJA). Целью UTENJA является поддержка сетей тепловой энергии и создание новых рабочих мест для жителей в секторе декарбонизации.

Проект предлагает построить однотрубный контур окружающей среды для обслуживания отопительных и охлаждающих нагрузок для нескольких коммерческих потребителей и жилого комплекса в Бруклине, Нью-Йорк. Окружающий контур будет обслуживаться различными источниками тепловой энергии, включая геотермальные теплообменные скважины, рекуперацию отходящего тепла из системы хладагента супермаркета и рекуперацию тепла сточных вод. Из-за ограниченного пространства, доступного для дополнительных скважин, была включена рекуперация тепла сточных вод для обеспечения дополнительной низкоуглеродистой подачи тепла и отвода тепла.

Была предложена замкнутая система SHARC для передачи тепла между контуром окружающей среды и сточными водами жилого дома (см. Рисунок 1). Из жилого дома есть две санитарные линии, выходящие из здания, которые будут объединены в резервуар для хранения на 12 000 галлонов. Сточные воды будут перекачиваться из накопительного резервуара через установку, включающую измельчитель для измельчения твердых частиц в сточных водах перед поступлением в теплообменник.

Теплообменник передает тепло между сточными водами и контуром окружающей среды. После прохождения теплообменника сточные воды будут направляться обратно через санитарный трубопровод, где они соединяются с основной канализационной линией на улице и транспортируются на очистные сооружения.

Рисунок 1: Схема технологического процесса системы SHARC для предлагаемой тепловой энергетической сети для проекта National Grid KEDNY. Встроенный насос на стороне источника теплообменника перекачивает жидкость из окружающего контура через теплообменник. Два насоса для перекачки твердых частиц находятся в резервуаре для сбора сточных вод и перекачивают объединенные сточные воды из резервуара для сбора обратно в здание и через блок SHARC (измельчитель, фильтр и теплообменник). Затем сточные воды возвращаются в резервуар для сбора сточных вод. Два шламовых насоса перекачивают сточные воды из накопительного бака обратно в канализацию. С разрешения: CDM Смит

Контур окружающей среды рассчитан на работу в диапазоне температур от 40°F до 80°F, а температура санитарного потока, выходящего из жилого дома, предполагалась равной 68°F. Когда температура санитарного потока выше температуры окружающего контура, тепло вводится в окружающий контур из сточных вод. И наоборот, когда температура санитарного потока ниже, чем температура окружающего контура, тепло отводится из окружающего контура в сточные воды.

Возможности системы SHARC были ограничены доступным пространством внутри здания для размещения оборудования и количеством санитарных потоков, выходящих из здания. Участок проекта находится рядом с существующим предприятием по рекуперации сточных вод, и была рассмотрена возможность использования этого более крупного источника сточных вод.

Однако в конечном итоге от этого варианта отказались из-за длины распределительного трубопровода, необходимого для подключения к системе, и необходимости пересекать основные магистрали внутри района. Этот вариант также потребует координации и одобрения Департамента охраны окружающей среды Нью-Йорка, поскольку им принадлежит рассматриваемая инфраструктура сточных вод.

Сообщение Практический пример: Рекуперация тепла сточных вод