污水源热泵
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❖ 夏季： Q1＝Q2+Q3 Q2≥5Q3
污水源热泵系统特点与优势
❖ 环保效益显著
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。
设单位污水量以100m3计，所能利用的显热温差为5℃，则可利用冷热量 为 =2.1×106kJ。 供暖时：可节省一次能源（燃煤）1.34×106kJ，相当 于71.3㎏（22.8元）燃煤。可节省一次能源（燃气）0.651×106kJ，相当 于40.7m3（48.8元）燃气。制冷时，可节省一次能源（燃煤） 0.357×106kJ，相当于19㎏（6.1元）燃煤。可节省一次能源（燃气） 0.168×106kJ，相当于10.5m3（12.6元）燃气。
❖ 2004年，密云污水处理厂的2000m2办公楼，用上 了“污水空调” ；
❖ 2005年哈尔滨工业大学新源热能科技有限责任公司 成立 ，“城市原生污水源热泵空调” ；
齐鲁石化污水处理厂——污水源热泵空调工程
总建筑面积：9000平方米。 空调末端设备：风机盘管和暖气片 用户：办公楼及净化车间 用户性质：夏季供冷（地下水）、冬季供热（工业污水）。 污水源：工业污水（30度）、间接式污水换热器 设计方案：净化车间冬季采用蒸汽通过换热器换热为低温热水供 暖，末端设备为暖气片；夏季采用150台分体空调维持室内温度； 办公楼和设备间冬季均采用散热器热水供暖，夏季无空调设施。 因此原有夏季空调面积大约为3000m2，冬季供暖面积约为 5500m2。
原生污水特点
❖
我国城市污水量巨大，如果用污水源热泵回收这些污水中的废热，可以解决
至少15亿平方米建筑物冬季采暖问题。
❖
污水冬暖夏凉。长期测量的数据表明，城市污水中具有较大的能量：
冬季：污水温度在9℃至16℃之间；夏天，污水水温在22℃至28℃之间，一般南 方城市污水温度冬季比北方低，夏季比北方温度高。
❖ 瑞典斯德哥尔摩有40 %的建筑物采用热泵技术供热， 其中10 %是利用污水处理厂的出水 ；
❖ 挪威奥斯陆 ，第一台污水热泵机组已在1983 年投入 使用 。
国内污水热泵系统的应用
❖ 哈尔滨马家沟河畔的一处600m2西餐酒吧利用污水 作为热量来源来供暖制冷；
❖ 1999年北京工业大学在高碑店污水处理厂建设污水 源热泵供3000m2办公楼采暖空调；
泵系统
热网+水冷
70
机组
土壤源热泵
80
直燃机
120
燃煤+水冷
160
机组
其他费用 （万元）
80
110
150
160
130 100
合计（万元） 功能
180
采暖+制冷+
生活用水
190
采暖+制冷+
生活用水
220
采暖+制冷
240
采暖+制冷+
生活用水
250
采暖+制冷
260
采暖+制冷
序号 1 2 3
空调类型 采暖费（120 空调费（120 全年合计（万 备注
天/万元） 天/万元）
元）
污水源热泵系
16
12
28
0.8元/度
统
地下水源热泵
17
13
30
0.8元/度
系统
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
27
20
47
0.8元/度
组
Hale Waihona Puke Baidu
6
燃煤+水冷机
36
20
56
0.8元/度
组
国外污水热泵系统的应用
❖ 20 世纪80 年代初在瑞典、挪威等北欧国家建造的一 些以污水为低温热源的大型热泵站相继投入运行 ；
污水源热泵系统
杜晓青 吴竹 王子豪 袁昊
热泵
把能量由低温物体 向高温 物体的传递
水泵：
1 污水源热泵系统原理及可行性分析 2 污水源热泵系统特点与优势 3 工程实例 4 污水源热泵系统的缺点
污水源热泵的原理
城市原生污水源热泵技术是利用城市原生污水冬季水温高于大气温 度、夏季水温低于大气温度的特点，冬季从污水取热供暖，夏季向污水 排热制冷，一套系统冬夏两用，并且全年能取热供应生活热水。
❖ 高效节能
污水源热泵系统特点与优势
系统制热时：COP T
COP
T
T T0
≥0
T0 (T T0 )2
说明性能系数COP随冷源温度
T0的升高而增大，随T0的降低 而减小。
系统制冷时：
COP T
(T
T0 T0 )2
≤ 0
说明性能系数COP随热源温度
T的升高而减小，随T的降低而
增大。
❖ 运行稳定
❖ 全年的水温度变换幅度较小，可作为稳定的冷热源。
❖ 污水的腐蚀性不大，PH在（6-7.5）之间。
COP值：在冬季供热时，制热量与输 入功率的比率 在夏季制冷时，制冷量与输 入功率的比率
冬季时：污水源热泵的COP值大于4 夏季时：污水源热泵的COP值大于5
污水源热泵工作原理
❖ 冬季： Q2＝Q1+Q3 Q2≥4Q3
金属类材料：金属传热系数高， 所需传热面积小，但耐腐蚀性能 差。 非金属类：可以忽略腐蚀的影响， 但传热系数低。
污水源热泵系统的缺点
受污水水量的限制
03至12年全国城镇生活污水排放总量
数据摘自2003年-2012年《全国环境统计公报》
污水源热泵系统的缺点
需要破路引水，工程较复杂。
江苏南通市污水源热泵工程
建筑面积：30万平方米 用户：办公及住宅，供冷。
污水源：污水厂二次水，间接式系 统，采用壳管换热器。
污水源热泵系统的缺点
城市原生污水水质恶劣，悬浮物多，换热器 易堵塞。
处理方案
研制自动粗过滤器，适用于当地情况，能 够过滤杂质、自动清洗。
污水源热泵系统的缺点
污水腐蚀换热器材质较难选择
污水源热泵系统特点与优势
污水源热泵系统特点与优势
❖ 一机多用
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。
污水源热泵系统特点与优势
❖ 经济效益良好
1万平米
序号 1 2 3 4 5 6
空调类型 热（冷）源
设备（万元）
污水源热泵
100
系统
地下水源热
80
污水源热泵系统特点与优势
❖ 环保效益显著
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。
设单位污水量以100m3计，所能利用的显热温差为5℃，则可利用冷热量 为 =2.1×106kJ。 供暖时：可节省一次能源（燃煤）1.34×106kJ，相当 于71.3㎏（22.8元）燃煤。可节省一次能源（燃气）0.651×106kJ，相当 于40.7m3（48.8元）燃气。制冷时，可节省一次能源（燃煤） 0.357×106kJ，相当于19㎏（6.1元）燃煤。可节省一次能源（燃气） 0.168×106kJ，相当于10.5m3（12.6元）燃气。
❖ 2004年，密云污水处理厂的2000m2办公楼，用上 了“污水空调” ；
❖ 2005年哈尔滨工业大学新源热能科技有限责任公司 成立 ，“城市原生污水源热泵空调” ；
齐鲁石化污水处理厂——污水源热泵空调工程
总建筑面积：9000平方米。 空调末端设备：风机盘管和暖气片 用户：办公楼及净化车间 用户性质：夏季供冷（地下水）、冬季供热（工业污水）。 污水源：工业污水（30度）、间接式污水换热器 设计方案：净化车间冬季采用蒸汽通过换热器换热为低温热水供 暖，末端设备为暖气片；夏季采用150台分体空调维持室内温度； 办公楼和设备间冬季均采用散热器热水供暖，夏季无空调设施。 因此原有夏季空调面积大约为3000m2，冬季供暖面积约为 5500m2。
原生污水特点
❖
我国城市污水量巨大，如果用污水源热泵回收这些污水中的废热，可以解决
至少15亿平方米建筑物冬季采暖问题。
❖
污水冬暖夏凉。长期测量的数据表明，城市污水中具有较大的能量：
冬季：污水温度在9℃至16℃之间；夏天，污水水温在22℃至28℃之间，一般南 方城市污水温度冬季比北方低，夏季比北方温度高。
❖ 瑞典斯德哥尔摩有40 %的建筑物采用热泵技术供热， 其中10 %是利用污水处理厂的出水 ；
❖ 挪威奥斯陆 ，第一台污水热泵机组已在1983 年投入 使用 。
国内污水热泵系统的应用
❖ 哈尔滨马家沟河畔的一处600m2西餐酒吧利用污水 作为热量来源来供暖制冷；
❖ 1999年北京工业大学在高碑店污水处理厂建设污水 源热泵供3000m2办公楼采暖空调；
泵系统
热网+水冷
70
机组
土壤源热泵
80
直燃机
120
燃煤+水冷
160
机组
其他费用 （万元）
80
110
150
160
130 100
合计（万元） 功能
180
采暖+制冷+
生活用水
190
采暖+制冷+
生活用水
220
采暖+制冷
240
采暖+制冷+
生活用水
250
采暖+制冷
260
采暖+制冷
序号 1 2 3
空调类型 采暖费（120 空调费（120 全年合计（万 备注
天/万元） 天/万元）
元）
污水源热泵系
16
12
28
0.8元/度
统
地下水源热泵
17
13
30
0.8元/度
系统
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
27
20
47
0.8元/度
组
Hale Waihona Puke Baidu
6
燃煤+水冷机
36
20
56
0.8元/度
组
国外污水热泵系统的应用
❖ 20 世纪80 年代初在瑞典、挪威等北欧国家建造的一 些以污水为低温热源的大型热泵站相继投入运行 ；
污水源热泵系统
杜晓青 吴竹 王子豪 袁昊
热泵
把能量由低温物体 向高温 物体的传递
水泵：
1 污水源热泵系统原理及可行性分析 2 污水源热泵系统特点与优势 3 工程实例 4 污水源热泵系统的缺点
污水源热泵的原理
城市原生污水源热泵技术是利用城市原生污水冬季水温高于大气温 度、夏季水温低于大气温度的特点，冬季从污水取热供暖，夏季向污水 排热制冷，一套系统冬夏两用，并且全年能取热供应生活热水。
❖ 高效节能
污水源热泵系统特点与优势
系统制热时：COP T
COP
T
T T0
≥0
T0 (T T0 )2
说明性能系数COP随冷源温度
T0的升高而增大，随T0的降低 而减小。
系统制冷时：
COP T
(T
T0 T0 )2
≤ 0
说明性能系数COP随热源温度
T的升高而减小，随T的降低而
增大。
❖ 运行稳定
❖ 全年的水温度变换幅度较小，可作为稳定的冷热源。
❖ 污水的腐蚀性不大，PH在（6-7.5）之间。
COP值：在冬季供热时，制热量与输 入功率的比率 在夏季制冷时，制冷量与输 入功率的比率
冬季时：污水源热泵的COP值大于4 夏季时：污水源热泵的COP值大于5
污水源热泵工作原理
❖ 冬季： Q2＝Q1+Q3 Q2≥4Q3
金属类材料：金属传热系数高， 所需传热面积小，但耐腐蚀性能 差。 非金属类：可以忽略腐蚀的影响， 但传热系数低。
污水源热泵系统的缺点
受污水水量的限制
03至12年全国城镇生活污水排放总量
数据摘自2003年-2012年《全国环境统计公报》
污水源热泵系统的缺点
需要破路引水，工程较复杂。
江苏南通市污水源热泵工程
建筑面积：30万平方米 用户：办公及住宅，供冷。
污水源：污水厂二次水，间接式系 统，采用壳管换热器。
污水源热泵系统的缺点
城市原生污水水质恶劣，悬浮物多，换热器 易堵塞。
处理方案
研制自动粗过滤器，适用于当地情况，能 够过滤杂质、自动清洗。
污水源热泵系统的缺点
污水腐蚀换热器材质较难选择
污水源热泵系统特点与优势
污水源热泵系统特点与优势
❖ 一机多用
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。
污水源热泵系统特点与优势
❖ 经济效益良好
1万平米
序号 1 2 3 4 5 6
空调类型 热（冷）源
设备（万元）
污水源热泵
100
系统
地下水源热
80