污水源热泵

污水源热泵系统流程示意图
所谓污水源热泵，主要是以城市污水做为提取和储存能量的冷热源，借助热泵机组系统内部制冷剂的物态循环变化，消耗少量的电能，从而达到制冷制暖效果的一种创新技术。与其他热源相比，污水源热泵的技术关键和难点在于防堵塞、防污染、与防腐蚀。
编辑本段污水源热泵的工作原理
污水源热泵工作原理流程图
污水源热泵的主要工作原理是借助污水源热泵压缩机系统，消耗少量电能，在冬季把存于水中的低位热能“提取”出来，为用户供热，夏季则把室内的热量“提取”出来，释放到水中，从而降低室温，达到制冷的效果。其能量流动是利用热泵机组所消耗能量（电能）吸取的全部热能（即电能+吸收的热能）一起排输至高温热源，而起所消耗能量作用的是使介质压缩至高温高压状态，从而达到吸收低温热源中热能的作用。 污水源热泵系统由通过水源水管路和冷热水管路的水源系统、热泵系统、末端系统等部分相连接组成。根据原生污水是否直接进热泵机组蒸发器或者冷凝器可以将该系统分为直接利用和间接利用两种方式。直接利用方式是指将污水中的热量通过热泵回收后输送到采暖空调建筑物；间接利用方式是指污水先通过热交换器进行热交换后，再把污水中的热量通过热泵进行回收输送到采暖空调建筑物。
编辑本段污水源热泵的特点及优势
我国北方地区，冬季采暖主要是依靠煤、石油、天然气等石化燃料的燃烧来获得。采暖与环保成为一对难以解决的矛盾。城市污水是北方寒冷地区不可多得的热泵冷热源。它的温度一年四季相对稳定，冬季比环境空气温度高，夏季比环境空气温度低，这种温度特性使得污水源热泵比传统空调系统运行效率要高，节能和节省运行费用效果显著。 总结起来，污水源热泵技术具有以下特点： 1.环保效益显著 原生污水源热泵是利用了城市废热作为冷热源，进行能量转换的供暖空调系统，污水经过换热设备后留下冷量或热量返回污水干渠，污水与其他设备或系统不接触，污水密闭循环，不污染环境与其他设备或水系统。供热时省去了燃煤、燃气、然油等锅炉房系统，没有燃烧过程，避免了排烟污染；供冷时省去了冷却水塔，避免了冷却塔的噪音及霉菌污染。不产生任何废渣、废水、废气和烟尘，环境效益显著。 2.高效节能 冬季，污水体温度比环境空气温度高，所以热泵循环的蒸发温度提高，能效比也提高。而夏季水体温度比环境空气温度低，所以制冷的冷凝温度降低，使得冷却效果好于风冷式和冷却塔式，机组效率提高

。供暖制冷所投入的电能在1KW时可得到5KW左右的热能或冷能。能源利用效率远高于其他形式的中央空调系统。 3.运行稳定可靠 水体的温度一年四季相对稳定，其波动的范围远远小于空气的变动，是很好的热泵热源和空调冷源，水体温度较恒定的特性，使得污水源热泵机组运行更可靠、稳定，也保证了系统的高效性和经济性。不存在空气源热泵的冬季除霜等难点问题。 4.一机多用，可应用范围广 污水源热泵可供暖、空调，一机多用，一套系统可以替换原来的锅炉加空调的两套装置或系统。城市污水热泵空调系统利用城市污水，冬季取热供暖，夏季排热制冷，全年取热供应生活热水，夏季空调季节可实施部分免费生活热水供应。一套系统冬夏两用，实现三联供。 5.投资运行费用低 城市污水源热泵具有初投资低，运行费低的巨大经济优势。运行效果良好，经济效益显著。污水热泵系统的机房面积仅为其他系统的50%。系统根据室外温度及室内温度要求自动调节，可做到无人看管，同时也可做到联网监控。污水源热泵系统原理简单，设备的可靠性强，维护量小，平时无设备的维护问题。 与其他供热材料相比，污水源热泵具备的优势表现为： ◆ 与燃煤、燃气、然油等锅炉房系统相比，我国年污水排放量达464亿m3，可节省用煤量0.33亿吨，以全国年总能耗30亿吨标煤计算，达到了1.1%，若按暖通空调的一次能源消耗量10亿吨标煤计算，达3.3%。同时每年可减少排放量达72万吨。据相关统计，15万平方米供冷、供热、以及供生活热水，年可节约标煤1万吨，减排二氧化硫300吨、烟量2200万立方米、颗粒物6400吨，年少排炉渣2800吨、废水600吨。 ◆ 另外，污水源热泵系统将污水热能连同热泵机组本身产生热能一并转移到室内,能效比高达4.5-6.0,能源利用率是电采暖的3-4倍, 污水源热泵与空气源热泵相比,夏季冷凝温度低,冬季蒸发温度高, 能效比和性能系数大大提高,而运行工况稳定,比传统中央空调节省30﹪-40﹪的运行费用。且污水源热泵技术系统无需设冷却塔,利用的是城市原生污水，节约了大量水资源的同时又开发创造出新的清洁型新能源。
编辑本段污水源热泵与同类产品初投资比较
污水源热泵系统有良好的经济效益，与地下水源热泵、直燃机、热网+水冷机组、燃煤+水冷机组等系统相比，该系统经济优势十分明显。 1万平米初投资列表 序号 空调类型 热（冷）源设备（万元） 其他费用（万元） 合计（万元） 功能
1 污水源热泵系统 100 80 180 采暖+制冷+生活用水
2 地下水源热泵系统 80 110 190 采暖+制冷+生

活用水
3 热网+水冷机组 70 150 220 采暖+制冷
4 土壤源热泵 80 160 240 采暖+制冷+生活用水
5 直燃机 120 130 250 采暖+制冷
6 燃煤+水冷机组 160 100 260 采暖+制冷
10万平米初投资列表 序号 空调类型 热（冷）源设备 （万元） 其他费用 （万元） 合计（万元） 功能
1 污水源热泵系统 600 400 1000 采暖+制冷+生活用水
2 地下水源热泵系统 480 600 1080 采暖+制冷+生活用水
3 热网+水冷机组 420 800 1220 采暖+制冷
4 土壤源热泵 480 800 1280 采暖+制冷+生活用水
5 直燃机 700 650 1350 采暖+制冷
6 燃煤+水冷机组 900 500 1400 采暖+制冷
1万平米运行费用列表 序号 空调类型 采暖费（120天/万元） 空调费（120天/万元） 全年合计（万元） 备注
1 污水源热泵系统 16 12 28 0.8元/度
2 地下水源热泵系统 17 13 30 0.8元/度
3 土壤源热泵 18 14 32 0.8元/度
4 直燃机 25 18 43 2.1元/立方
5 热网+水冷机组 27 20 47 0.8元/度
6 燃煤+水冷机组 36 20 56 0.8元/度
10万平米运行费用列表 序号 空调类型 采暖费（120天/万元） 空调费（120天/万元） 全年合计（万元） 备注
1 污水源热泵系统 156 110 266 0.8元/度
2 地下水源热泵系统 167 116 283 0.8元/度
3 土壤源热泵 168 140 308 0.8元/度
4 直燃机 238 178 416 2.1元/立方
5 热网+水冷机组 255 189 444 0.8元/度
6 燃煤+水冷机组 344 200 544 0.8元/度

编辑本段污水源热泵机组
污水源热泵机组（污水专用满液是热泵机组）
污水源热泵机组（污水专用满液式热泵机组）实现了污水（已经防阻处理）直接利用，提高了污水源热量的利用率。 污水侧换器采用海军铜，解决了污水对于机组的污染和腐蚀问题，通过冷媒流向的改变，实现机组冷热模式的切换。采用“快速封头”，方便拆卸，检修。 ◆工作流程 污水由一级污水泵提升至机房，经过智能污水防阻机过滤后，进入污水源热泵机组；被热泵机组提温（或降温）后的污水重新流过智能污水防阻机并携带污杂物回到污水干渠中。热泵机组对末端系统进行制冷（或供暖）。 ◆产品特点 污水专用满液式机组的污水侧换热器，其换热管材质为海军铜。该机组采用了六项专用技术，以提高机组性能。 （1） 喷淋式（降膜式）蒸发器，有效的提高机组的蒸发温度； （2） 专用喷射泵在无能耗的状态下，完成系统的连续回油，安全可靠； （3） 专项设计的高效能冷凝器，可降低机组的冷凝温度； （4） 二级压缩机技术的使用（运用在高温型水源热泵中)； （5） 独特的油分离器及闪变式节能器的合理配置； （6） 低压增压技术的运用--独

家首创。 其中，喷淋式蒸发器+高效能换热管+低压增压技术=提高蒸发温度； 二级压缩技术+提高蒸发温度=提高制冷量（Qc）； 独特的冷凝器设计+高效能换热管=降低冷凝温度； 降低冷凝温度+专用压缩机容积比的选用=降低压缩机耗功（N）。
编辑本段污水源热泵技术的发展
1、国外研究应用进展 对城市污水源热泵空调系统的研究，日本、挪威、瑞典及一些其它北欧等供热发达国家比较活跃。最早起源于杨图夫斯基(前苏联)等人对河水、污水、海水的利用探讨，1978年，杨图夫斯基等人对热泵站供热与热化电站、区域锅炉房集中供热进行比较，得出热泵站供热可节省燃料20%-30%，并提出利用莫斯科河水作水源热泵站区域供热方案。1981年6月，瑞典在塞勒研究开发了第一个净化污水源热泵系统。自此发达国家纷纷投入大量的财力和人力进行此项研究，并取得了一定的发展。 2、国内研究应用进展　国内应用较早、较为突出的是北京高碑店污水处理厂的二级出水。2000年，北京市排水集团在高碑店污水处理厂开发了污水源热泵实验工程，空调建筑面积900m2，这是我国最早的城市污水源热泵系统。?