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污水源熱泵空調特點與優勢

淄博多用浴池污水源熱泵安裝，我國北方地區，冬季采暖主要是依靠煤、石油、天然氣等石化燃料的燃燒來獲得。采暖與環保成為一對難以解決的矛盾。城市污水是北方寒冷地區*的熱泵冷熱源。它的溫度一年四季相對穩定，冬季比環境空氣溫度高，夏季比環境空氣溫度低，這種溫度特性使得污水源熱泵比傳統空調系統運行效率要高，節能和節省運行費用*。

淄博多用浴池污水源熱泵安裝，有專家建議稱，發展污水源熱泵系統，除了要加大市場科普方面的工作以外，現在更需要得到市政等職能機構的積極響應，政府部門應為推廣單位配套相應服務，包括提供污水管網圖，提供測量采集主要污水干管的流量、流速、溫度等數據的便利條件;根據當地污水管網布局及測量結果，納入總體建設規劃中并制定優先發展污水源熱泵系統的政策，大力推廣、支持污水源熱泵系統的運用;對采納節能技術方案的用戶單位給予一定的政策以及資金支持，從而推動污水源熱泵技術快速發展。

不過，空調制冷大市場專家同時提醒，污水源熱泵系統在技術環節上仍然存在缺陷。城市原生污水成分非常復雜，化學特性并不穩定，中間含有多種懸浮物、絮狀物以及生活垃圾等物質。隨著污水源熱泵工程不斷上馬，種種弊端正逐步顯現。目前，zui關鍵的難點在于防止管道和機組堵塞、污染與腐蝕;其后期運營保養很關鍵，常需通過化學液體或壓水槍進行內部清洗以及加裝離心污水換熱器等方式解決，但會耗費較大的資金和精力。

，污水源熱泵系統是利用污水（生活廢水、工業廢水、礦井水、河湖海水、工業設備冷卻水、生產工藝排放的廢水），通過污水換熱器與中介水進行換熱，中介水進入熱泵主機，主機消耗少量的電能，在冬天將水資源中的低品質能量“汲取”出來，經管網供給室內采暖系統、生活熱水系統；夏天，將室內的熱量帶走，并釋放到污水中，給室內制冷并制取生活熱水。

地埋管公稱壓力的確定

1、垂直埋管承受的zui大壓力=地埋管系統定壓+水泵揚程的一半+地源井深度選用管材時，PE管的公稱壓力不能低于這個壓力值。

2、水平主管路承受的zui大壓力=地埋管系統定壓+水泵揚程；

一般來說，水平主管路公稱壓力不低于1.0MPa即可。地源熱泵系統設計要點

地埋管各豎井流量平衡（管路同程連接可以做到），單U型管流速0.6m/s，雙U型管流速0.4m/s。

冬季系統運行時，地下管路盡量不加防凍液。

夏季運行期間，地埋管換熱器出口溫度宜低于33℃；

冬季運行期間，地埋管換熱器進口溫度宜高于4℃。

地源熱泵系統總釋熱量宜與其總吸熱量相平衡。

豎直地埋管換熱器埋管深度宜大于20m，鉆孔孔徑不宜小于0.11m，鉆孔間距應滿足換熱需要，間距宜為3～6m。水平連接管的深度應在凍土層以下0.6m，且距地面不宜小于1.5m。

每對供、回水環路集管連接的地埋管環路數宜相等。供、回水環路集管的間距不應小于0.6m。

與其他供熱材料相比，污水源熱泵具備的優勢表現為：   

◆ 與燃煤、燃氣、然油等鍋爐房系統相比，我國年污水排放量達464億m3，可節省用煤量0.33億噸，以全國年總能耗30億噸標煤計算，達到了1.1%，若按暖通空調的一次能源消耗量10億噸標煤計算，達3.3%。同時每年可減少排放量達72萬噸。據相關統計，15萬平方米供冷、供熱、以及供生活熱水，年可節約標煤1萬噸，減排二氧化硫300噸、煙量2200萬立方米、顆粒物6400噸，年少排爐渣2800噸、廢水600噸。  ◆ 另外，污水源熱泵系統將污水熱能連同熱泵機組本身產生熱能一并轉移到室內,能效比高達4.5-6.0,能源利用率是電采暖的3-4倍, 污水源熱泵與空氣源熱泵相比,夏季冷凝溫度低,冬季蒸發溫度高, 能效比和性能系數大大提高,而運行工況穩定,比傳統*空調節省30﹪-40﹪的運行費用。且污水源熱泵技術系統無需設冷卻塔,利用的是城市原生污水，節約了大量水資源的同時又開發創造出新的清潔型新能源

污水源熱泵技術 

污水源熱泵是利用污水處理廠出水量大，水質穩定，常年溫度在l 3～2 5℃等特點，以污水作為熱源進行制冷、制熱循環的一種空調裝置。污水源熱泵具有熱量輸出穩定、COP值高、換熱效果好、機組結構緊湊等優點，是實現污水資源化的有效途徑。污水源熱泵比燃煤鍋爐環保，污染物的排放比空氣源熱泵減少4 0％ 以上，比電供熱減少70％ 以上。它節省能源，比電鍋爐加熱節省2／3以上的電能，比燃煤鍋爐節省l／2以上的燃料。由于污水源熱泵的熱源溫度全年較為穩定，其制冷、制熱系數比傳統的空氣源熱泵高出4 0％ 左右，其運行費用僅為普通*空調的50％～60％因此，污水源熱泵有著廣闊的應用前景，

但其使用還需解決以下問題：

清潔技術的選擇、系統形式的選擇、污水源水溫流量的問題以及其保證性和經濟性問題。 

1污水源熱泵工作原理及分類  污水源熱泵的技術狀況和經濟性與熱源／ 熱匯的特點密切相關。對熱泵系統來說，理想的熱源／熱匯應具有以下特點：在供熱季有較高且穩定的溫度，可大量獲得，不具有腐蝕性或污染性，有理想的熱力學特性，投資和運行費用較低。在大多數情況下，熱源／ 熱匯的性質是決定其使用的關鍵。 

污水源熱泵采用污水作為水源熱泵的熱源／熱匯，它具有以下特點：產生量大，幾乎全年保持恒定的流量；夏季溫度低于室外溫度，冬季高于室外溫度，而且在整個供暖季和供冷季，水溫波動不大；含有大量的熱能，據估計，城市社區產生的廢熱40％含在污水中。因此，污水與熱泵一起使用為區域供熱供冷提供一種理想的熱源／ 熱匯。  污水源熱泵系統其供暖系統原理和普通水源熱泵相同，主要由壓縮機、冷凝器、蒸發器和節流機構構成一個zui簡單的蒸汽壓縮式熱泵裝置作為供熱系統的熱源。它通過蒸發器從污水中吸取熱量Q ，在冷凝器中放出熱量Q (Q =Q +w)供給供熱系統。這種供熱系統只要消耗少量的電能W ，便可得到滿足房間供熱所需要的熱量Q 。 

污水源熱泵系統按照其使用的污水的處理狀態可分為以未處理過的污水作為熱源／熱匯的污水源熱泵系統和以二級出水或中水作為熱源／ 熱匯的污水源熱泵系統；根據污水與熱泵的熱交換部分是否直接進行熱交換，可分為間接利用系統和直接利用系統；從工況轉換方式上看，大體可分為兩種：一種是通過四通換向閥的換向來實現制熱工況和制冷工況的轉換；另一種是水切換式，即通過閥門改變水流方向來實現工況轉換。  2與其他熱泵系統的簡單比較  將污水熱能利用系統與地下水水源熱泵系統和燃氣鍋爐供熱+ 普通空冷空調供冷相結合的供能方式進行了比較，其結論從設備投資上看：在計增容費的情況下，污水熱能利用系統zui少，為地下水熱泵系統的84．1 0％，為燃氣+空冷空調系統的77．08％；在不計增容費的情況下，污水熱能利用系統的設備投資為地下水水源熱泵系統的8 1．3 2％ ，為燃氣+ 空冷空調系統的227．08％。從年運行費用上看：燃氣+空冷空調系統的運行費用zui高，地下水水源熱泵系統次之，污水水源熱泵系統為zui低。3種供能方式的年運行成本以污水熱能系統zui低，僅為燃氣+空冷空調系統的46．19％、為地下水熱泵系統的72．50％。在投資有效期內(按20年考慮)，綜合比較3種方案的費用，污水水源熱泵系統的總運行費用大約是地下水水源熱泵系統的7 0％ 左右，是燃氣+ 空冷空調系統運行費用的4 5％ 左右。由此可見，污水水源熱泵系統比其它兩方案更具經濟性?？偟膩碚f，污水熱能利用系統的經濟性是十分顯著的

原生污水源熱泵機組以原生污水為熱源，冬季采集來自污水的低品位熱能，借助熱泵系統，通過消耗部分電能，將所取得的能量供給室內取暖；在夏季把室內的熱量取出，釋放到水中，以達到夏季空調的目的在清潔供熱方式對比方面，污水源熱泵的經濟效益十分顯著：設備投資、年運行費用、年運行成本3個方面分別為地下水熱源系統的84.1%、85.0%、72.5%，為燃氣空冷空調系統的77.1%、35.0%、46.2%。

所謂污水源熱泵，主要是以城市污水做為提取和儲存能量的冷熱源，借助熱泵機組系統內部制冷劑的物態循環變化，消耗少量的電能，從而達到制冷制暖效果的一種創新技術。 

城市污水源熱泵空調技術能實現冬季供暖、夏季空調、全年生活熱水供應（很廉價的熱水供應方案）、夏季部分免費生活熱水供應。城市污水熱泵空調是一項*，具有節能、環保及經濟效益，符合經濟與社會的可持續性發展戰略。城市污水源熱泵機組以污水為冷熱源，冬季采集來自污水的低品位熱能，借助熱泵系統，通過消耗部分電能（1份），將所取得的能量（大于4份）供給室內取暖；在夏季把室內的熱量取出，釋放到水中，以達到夏季空調的目的污水源熱泵的工作原理  污水源熱泵的主要工作原理是借助污水源熱泵壓縮機系統，消耗少量電能，在冬季把存于水中的低位熱能“提取”出來，為用戶供熱，夏季則把室內的熱量“提取”出來，釋放到水中，從而降低室溫，達到制冷的效果。其能量流動是利用熱泵機組所消耗能量（電能）吸取的全部熱能（即電能+吸收的熱能）一起排輸至高溫熱源，而起所消耗能量作用的是使介質壓縮至高溫高壓狀態，從而達到吸收低溫熱源中熱能的作用。    

污水源熱泵系統由通過水源水管路和冷熱水管路的水源系統、熱泵系統、末端系統等部分相連接組成。根據原生污水是否直接進熱泵機組蒸發器或者冷凝器可以將該系統分為直接利用和間接利用兩種方式。直接利用方式是指將污水中的熱量通過熱泵回收后輸送到采暖空調建筑物；間接利用方式是指污水先通過熱交換器進行熱交換后，再把污水中的熱量通過熱泵進行回收輸送到采暖空調建筑物。 

污水源熱泵系統的特點： 

（1）環保效益顯著    城市污水源熱泵是利用了污水作為冷熱源，進行能量轉換的供暖空調系統。供熱時省去了燃煤、燃氣、然油等鍋爐房系統，沒有燃燒過程，避免了排煙污染；供冷時省去了冷卻水塔，避免了冷卻塔的噪音及霉菌污染。不產生任何廢渣、廢水、廢氣和煙塵，環境效益顯著

（2）高效節能    冬季，污水溫度比環境空氣溫度高，所以熱泵循環的蒸發溫度提高，能效比也提高。而夏季污水溫度比環境空氣溫度低，所以制冷的冷凝溫度降低，使得冷卻效果好于風冷式和冷卻塔式，機組效率提高。   

（3）運行穩定可靠    污水的溫度一年四季相對穩定，其波動的范圍遠遠小于空氣的變動。是很好的熱泵熱源和空調冷源，水體溫度較恒定的特性，使得熱泵機組運行更可靠、穩定，也保證了系統的高效性和經濟性。不存在空氣源熱泵的冬季除霜等難點問題。

（4）一機多用，應用范圍廣    此熱泵系統可供暖、空調，生活熱水供應（夏季免費）等。一機多用，一套系統可以替換原來的鍋爐加空調的兩套裝置或系統。

（5）投資運行費用低城市污水源熱泵具有初投資低，運行費低的巨大經濟優勢。運行效果良好，經濟效益顯著。污水熱泵系統的機房面積僅為其他系統的50%。系統根據室外溫度及室內溫度要求自動調節，可做到無人看管，同時也可做到聯網監控。污水源熱泵系統原理簡單，設備的可靠性強，wei護量小，平時無設備的wei護問題。 

污水源熱泵系統目前在國內主要有兩種應用方式   

一種是利用防堵機技術把污水過濾后直接進入熱泵機組，此種是對污水的直接利用，污水直接利用，進入熱泵機組的熱源溫度較高，從理論上，系統能效比較高；但是在實際應用中，防堵機和污水熱泵需要經常清洗，防堵機和熱泵機組都為電氣機械產品，經常堵塞、腐蝕等問題，使得的系統運行壽命降低，且清洗時，系統不能運行。 

另一種污水的利用方式是，污水經過離心污水換熱器，間接利用，離心污水換熱器不存在堵塞及腐蝕且清洗周期較長，由于間接利用，中介質水為軟化水，進入熱泵機組，不影響機組的壽命，清洗周期較長。 

污水源熱泵的缺陷的控制： 

在污水利用過程中．經常出現的水質問題是結垢、腐蝕、生物生長、淤塞和起泡，這些問題都是由污水中的污染物引起。因此針對不同材質的換熱器．為了保證污水的水質不影響污水源熱泵系統的應用，處理主要從以下幾個方面考慮。

（1）控制結垢  通過長時間對污水源熱泵系統的監測，系統經過一段時間的運行，換熱器表面會形成一層軟垢，通常的穩定期在15 天左右，而控制軟垢的增長可提高換熱器內污水流速來進行抑制軟垢的增長。另一種方法是定期清洗換熱器，通過實踐記錄，采暖季過后或制冷期過后可定期進行清洗。

（2）防止腐蝕  如果總溶解固體(TDS)的數值高就提高了水的電導性，這就造成了高的腐蝕性。另溶解的氣體和高氧化狀態下的金屬離子也能造成腐蝕。冷卻水處于酸性狀態下也容易形成腐蝕。據美國得克薩斯州的Lubbock 市的Jones Station 電廠報道，當循環冷卻水中存在氨離子時，氨離子轉化成硝酸，使pH 值從7.4—7.9 降低到6.5 甚至更低。對此，可以加入二氧化碳，通過提高重碳酸鹽堿度而調節pH 值阻垢劑(如鉻酸鹽、聚磷酸鹽、鋅離子和聚硅酸鹽)能夠減少污水的潛在腐蝕性。另外，熱泵換熱器采用抗腐蝕性強的*銅管作為換熱器的換熱管，從材質上解決污水具有的腐蝕性。（3） 減少淤塞  通過阻止顆粒性物質的形成和沉降能夠控制淤塞。智能污水防阻機過濾網孔徑2mm，只有小于2mm 的雜質才可進入熱泵系統，換熱直徑18 mm，*可避免換熱管淤積的情況，實踐也證明這一點。 

污水源熱泵系統效益分析 

（1）、環境效益  原生污水源熱泵空調系統是利用污水作為冷熱源（夏天制冷時往污水干渠里排放多余的熱量，冬天采暖時從污水里提取熱量為室內供暖；因為經測量污水的溫度夏天低于室外溫度10度左右，冬天溫度可達0-15度左右，故此可以利用此溫差與室內供冷和供暖），無燃燒、無排渣、無排煙等過程，無環境污染問題。另外，污水經過換熱設備后留下冷量或熱量返回到污水干渠，污水與其他設備或系統不接觸，密閉循環，*與其他設備或水系統。利用污水源熱泵系統供暖空調除具有重要的節能、環保意義

（2）、經濟效益  以廊坊地區為例，采暖天數120天，城市熱電采暖費21.5元/m²。由于熱泵系統的主要能源消耗為電，因此電價費用的高低直接決定了該系統的運行成本，目前很多區域均享受民用電價，我們以民用電價0.55元/度來比較熱泵系統與集中供熱的運行費用。以該地區建筑面積1萬m2為例，供暖設計負荷按40w/ m2（實際發生量）計算，供熱負荷為400kW，污水源熱泵的運行費用為：  供熱設計負荷÷熱泵制熱系數×輔助能耗系數×供暖平均負荷系數×運行天數×天運行小時數×電價=400÷4×1.10×0.7×120×24×0.55=12.2（萬元）

應用廣泛 WFJ污水熱能采集裝置分為：

1型和11型，1型適用于對固體污雜物含量較高的城市原生污水。11型適用于對江、河、湖、海水等含有少量懸浮物的地表水源富的經驗，憑借我們成熟的技術、*的設備以及配套設施，全面為用戶提供服務。   

實施條件 應用建筑須提供符合要求的電力（220V—380V），建筑物附近必須有足夠的污水源，利用地表水作為冷熱源時水溫必須達到4℃以上。   

實施程序 根據用戶提供的建筑圖紙，污水源及地表水溫度（冬季）的資料及使用要求，從技術咨詢開始，進行深入細致的可行性調研，為用戶出具可行性建議方案書和投資概算，在得到用戶認可后，接受用戶委托進行詳細的施工圖設計并提供施工預算，簽訂系統安裝合同，完成系統安裝，經調試驗收合格后，交給用戶使用。   節能環保效益高 原生污水源熱泵系統為冷熱源，冬季供熱、夏季空調和全年供生活熱水。供熱時省去了燃煤、燃氣、燃油等鍋爐房系統，沒有燃燒過程，避免了排煙污染；供冷時省去了冷卻水塔，避免了冷卻塔的噪音及霉菌污染、大氣污染。不產生任何廢渣、廢水、廢氣和煙塵，環境效益顯著。

地區集中供熱系統按面積分攤費用為建筑面積21.5元/ m2。每萬m2建筑面積分攤費用為21.5萬元。因此熱泵系統較集中供熱系統每萬m2節省運行費用9.3萬元，節省率為43.3%。 

原生污水源熱泵系統與其他各系統運行費用估算比較如表1所示（燃煤等系統未計排污費）。表1所示的對比結果表明污水源熱泵系統（USSHP）較其他系統節省運行費用zui為節省。這是在末端耗熱量相同條件下，通過比較所花燃料成本計算得到的。而實際污水源熱泵系統在此基礎上還可節省30%左右的運行費，是系統實施自動控制后，在節能與運行wei護方面獲得的效益。這就是通常熱泵廠家在計算熱泵系統的運行費時，在考慮平均熱負荷系數之后，又提出其機組的負載率為70%，因此運行費用進一步減少了30%。

在系統能效方面，污水源熱泵表現也很出色。作為北方寒冷地區*的熱泵冷熱源，城市污水的溫度一年四季相對穩定，使得污水源熱泵比傳統空調系統運行效率要高，節能和節省運行費用的*。據估算，使用污水源熱泵空調系統方式運行，其能量輸入與輸出之比可達到1：4，即輸入1000W電能可獲得4000W的熱量，節能率zui大可達75%。這種方式的采暖費用分別為燃煤供熱方式的70%、燃氣供熱方式的50%、燃油供熱方式的30%。采暖時，每使用一噸污水可獲取5000～10000kW熱能，相當于1.5kg～3kg標準煤供熱的有效熱值。

目前，該技術較為成熟，國內外工程實例很多，20世紀80年代初在瑞典、挪威等北歐國家就已經開始對污水源熱泵技術的應用，而現在我國污水源熱泵也得到一定程度的應用。近日，西安金盾押運辦公大樓污水源熱泵*空調及衛生熱水示范項目成功簽約，該項目依托市三污廠穩定的水溫作為熱源，通過熱泵技術提取污水熱能，用于項目內部*空調及衛生熱水，11月初建成投運。項目建成后將解決近1萬平米的辦公*空調和衛生熱水，每天節約標準約為300噸,減少CO2排放量約為80噸、SO2排放量約為250KG、NO2排放量約為220KG。今年以來青島市新開工建設污水源熱泵、地下水源熱泵等清潔能源供熱項目13個，項目建成后，每個供熱季能節約標煤13.6萬噸、減排二氧化碳34萬噸。亞洲zui大的原生水源熱泵項目沈陽陽光100新城水源熱泵項目采用水源及原生污水源熱泵系統來提供供暖，冬季平均供熱溫度可達22℃。不僅成功解決了陽光100超大型住宅小區的供熱問題，并且有效實現每年減少CO2排放量18478噸，減少SO2排放量59.8噸，減少氮氧化物排放量52噸。