浅议污水源热泵在城市供热中应用

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1、浅议污水源热泵在城市供热中应用　　摘要：本文阐述了水源热泵技术、城市污水的热能利用性、供热系统的设计、运行和维护以及污水源热泵技术的优缺点。关键词：污水源热泵；供热中图分类号：U664文献标识码：A文章编号：引言污水源热泵利用技术降低了城市废热的排放,保护了环境,是一项具有节能和环保意义的新技术,有着广阔的应用前景。一、水源热泵技术水源热泵是利用地球水所储藏的太阳能资源作为冷、热源，进行转换的空调技术。水源热泵可分为地源热泵和水环热泵。地源热泵包括地下水热泵、地表水（江、河、湖、海）热泵、土壤源热泵；利用自来水的水源热泵习惯上被称

2、为水环热泵。地能（地下水、土壤或地表水）作为水源热泵的冷热源，冬季把地能中的热量“取”出来，供给室内采暖，此时地能为“热源”；夏季把室内热量取出来，释放到地下水、土壤或地表水中，此时地能为“冷源”。7水源热泵技术的工作原理就是：通过输入少量高品位能源（如电能），实现低温位热能向高温位转移。水体分别作为冬季热泵供暖的热源和夏季空调的冷源，即在夏季将建筑物中的热量“取”出来，释放到水体中去，由于水源温度低，所以可以高效地带走热量，以达到夏季给建筑物室内制冷的目的；而冬季，则是通过水源热泵机组，从水源中“提取”热能，送到建筑物中采暖。我

3、国地热资源总量98%以上是低温地热资源。目前，我国众多的低温地热资源主要是直接利用于洗浴、采暖、种植、养殖、医疗、娱乐等方面。虽然全国直接利用总量已达到2410MW，居世界各国前列，但利用水平和效率比较低，对于25-50℃温度段的能量利用率很差。与锅炉（电、燃料）和空气源热泵的供热系统相比，水源热泵技术的优势体现在：锅炉供热只能将90%-98%的电能或70%-90%的燃料内能转化为热量，供用户使用，因此地源热泵要比电锅炉加热节省三分之二以上的电能，比燃料锅炉节省二分之一以上的能量；由于水源热泵的热源温度全年较为稳定，一般为10-2

4、5℃，其制冷、制热系数可达3.5-4.4，与传统的空气源热泵相比，要高出40%左右，其运行费用为普通中央空调的50%-60%。因此，近十几年来，水源热泵空调系统在北美及中、北欧等国家取得了较快的发展。二、城市污水的热能利用性71、随着我国城市化进程的不断加快,城市的污染物排放问题也越来越严重。城市就是一个巨大的生产和消费系统,在为社会创造巨大财富的同时,本身也消费大量的资源,排放大量的污染物。城市就像一个巨大的管道,每天要排出大量的污水和废水。多年来,这些城市污水在人们眼中是毫无利用价值的废水,但实际上城市污水是宝贵的可再生资源,

5、它最大的特点就是温度恒定,不受气候及天气变化的影响,是一种不可多得的热泵冷热源。2、目前我国的污水源热泵技术已经发展到可以直接回收和利用没有经过处理的污水的热能阶段,因此,它不再受污水处理厂位置的限制,而是可以根据城市污水管网的分布情况和需要,灵活加以利用,使用区域变得更为广泛。最后，将城市污水中的废热加以循环利用,可以大大提高能源的利用率,减小城市长期对石化燃料的依赖,对保护环境、控制污染、节能减排、建设节约型社会有着巨大的作用。三、供热系统的设计、运行和维护在确定污水源的换热能力以后，我们应该就污水源所处的地理位置，周围的居民

6、情况，工业厂房的分布情况进行统计，确定经济有效的供暖半径，选择合理的供暖区域。供暖半径不易过长，以减少能量损失。供暖区域确定后，应根据供暖区域内采暖热用户对供热的需求及该地区冬季室外温度选择是否需要设置备用热源，以防止意外事故的发生。例如某地区为严寒地区，且在污水源热泵供热区域内存在学校、幼儿园、医院等需要保证供暖质量的特殊场所。应设置备用热源，以满足供暖要求。7污水源热泵机组、除污器及相关管件的选择也应该充分考虑当地污水源的水质情况，选择合理的设备。为保护机组的冷凝器和蒸发器，污水不能直接进入机组，必须经过中间换热。冬季污水温度

7、较低，为尽量提高热泵机组的制热效率，要求换热器具有小温差、高传热系数等特性。根据换热介质为污水这一特点，选择宽流道型换热器。不易堵塞、便于清洗，能够适应污水的特殊要求。换热器使用一段时间后，内壁上会附着污泥，如不及时清理会严重影响换热器效率和水流量，严重时甚至会使换热器堵死，10－20天必须定期清洗，如果拆卸清洗换热器工作量较大，因此我们应对换热器设置反冲洗系统，利用洁净的水源高速反冲换热器(5－10分钟)，操作时仅需要简单开关一些阀门就可以实现快速冲洗，可缩短板式换热器清洗周期，使板式换热器在通畅高效的状态下运行。四、污水源热泵

8、技术的优缺点1、使用污水源热泵技术的优势1.1只要有水源的地方都可以使用水源热泵,而且水源热泵对水质没有任何要求,适用范围十分广泛,既可以使用江、河、湖水,也可以使用地下浅层水;而最具有经济效益和社会效益的是,可以利用城市原生污水及各种工业余温循环