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污水源热泵 设计流程
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污水源热泵技术在城市住宅供热系统中的应用
污水源热泵技术在城市住宅供热系统中的应用当前，污水源热泵系统是一项新能源系统技术，也受到了国内外学者的关注，污水源热泵系统技术的应用和推广前提及保证就是裕兴的安全节能和高效性。
2污水源热泵技术工作基本原理污水源热泵系统主要是指一种利用洗浴废水中的低温、低位的热能性资源，主要采用的是热泵的基本原理，主要通过少量高位的电能输入，来满足从低位热能转向高位热能的过程，即可进行供热或是制冷性能的高效和环保，以及节能的热水供应系统技术。
其系统原理及描述如下：大量来自于人们淋浴下来的污水，一般温度在30℃左右，其含有一定的热能，在该类污水排放之后，不仅能将该类热能带走，同时可以将超过30℃的热水合理的排放到地下，会对土壤等自然环境造成热污染。
污水源热泵的热回收系统，还能有效地提取污水中多余的热量，还可以将这些多余的热量直接的加入到新的洗浴用水中，从而可以使得热量得到循环被利用。
而被回收的热量，主要占被加热洗浴用水需求的70%左右，而污水则降低到5℃左右后在进行排放，避免污染问题的出现。
此外，洗浴产生的污水，则集中到地下污水池，可利用专用污水换热器，在利用污水换热器中不断流动的冷媒将热量吸收到冷媒中，使温度升高，并通过热水机组的蒸发器，将热量释放给热泵系统的冷媒中，热水机组不断运行，再利用冷凝器将冷媒中产生的热量，传递到使用的热水，产生高温洗浴类型的用水，从而满足热能循环利用。
在此循环过程中，废水从平均30℃左右，被降温至5℃左右，所提供的热量可以使约70%废水量的洗浴水从7℃加热到37℃。
由此可见，从污水中提取的热量，理论上就可以满足洗浴用水所需热量的83%。
但是一般情况，供水温度偶尔低于10℃，或由于污水池偏小、洗浴高峰污水的流失等因素的影响，实际运行从污水提取的热量约占总热量的70%左右，其余少量不足部分热量可以采用外购热水及辅助热源等方式补充。
3污水源热泵技术在城市住宅供热系统中的应用3.1工程概况本项目建筑类型为住宅，项目建筑面积为18.5万平方米，末端采用地热及散热器供暖系统。
《污水源热泵》课件
Part Three
污水源热泵系统组 成
污水换热器
功能：将污水中的 热量传递给清洁水
结构：由换热管、 壳体、密封件等组 成
工作原理：利用污 水与清洁水之间的 温差进行热交换
应用：广泛应用于 污水处理厂、工业 废水处理等领域
热泵机组
压缩机：将低压气体压缩 成高压气体，提高温度
冷凝器：将高压气体冷却 成液体，释放热量
运行
常见故障及处理方法
压缩机故障：检查压缩机 是否正常工作，如有问题 需及时更换
冷凝器故障：检查冷凝器 是否正常工作，如有问题 需及时清洗或更换
蒸发器故障：检查蒸发器 是否正常工作，如有问题 需及时清洗或更换
控制系统故障：检查控制 系统是否正常工作，如有 问题需及时维修或更换
管道堵塞：检查管道是否 堵塞，如有问题需及时疏 通
工业废水处理： 利用工业废水中 的热量进行热交 换，降低能源消 耗
农业灌溉：利用 农业灌溉水中的 热量进行热交换， 提高灌溉效率
建筑供暖：利用 污水源热泵为建 筑提供供暖，降 低能源消耗和碳 排放
污水源热泵的优势与局限性
优势：节能环保，可利用污水中的热量进行供暖或制冷 优势：运行稳定，不受外界环境影响 局限性：需要定期维护和清洗，以保证设备的正常运行 局限性：对水质要求较高，不适用于含有大量杂质或腐蚀性物质的污水
膨胀阀：控制制冷剂流量， 调节蒸发压力
蒸发器：吸收污水中的热 量，使污水降温
辅助系统
水泵：用于输送污水和热泵系统之 间的循环水
控制系统：用于控制热泵系统的运 行和调节
添加标题
添加标题
添加标题
添加标题
换热器：用于将污水中的热量传递 给热泵系统
过滤器：用于过滤污水中的杂质， 保护热泵系统
浅析污水源热泵技术及应用
浅析污水源热泵技术及应用发布时间：2022-10-19T06:09:11.787Z 来源：《科学与技术》2022年第11期6月作者：李君[导读] 随着碳排放对于气候变化影响的不断加剧，各国逐步推出退碳时间表，传统化石燃料在人们日常生活中扮演着不可或缺的角色李君天津佳源兴创新能源科技有限公司 300000摘要：随着碳排放对于气候变化影响的不断加剧，各国逐步推出退碳时间表，传统化石燃料在人们日常生活中扮演着不可或缺的角色，广泛应用于发电、取暖等环节，新型能源的开发利用迫在眉睫。
本文以污水源热泵作为研究对象，在简述污水源热泵的工作原理和分类的基础上，阐述了污水源热泵的优缺点，并就污水源热泵的应用进展进行详细分析，具备一定的现实指导意义。
关键词：污水源；热泵技术；技术及应用引言目前，全球能源危机席卷而来，并且传统化石能源燃烧产物排放对于全球气候影响逐渐显著，“碳达峰”、“碳中和”的提出加速了能源供给结构变革的步伐，人们更注重对于新型绿色能源的开发和利用。
我国人口数量巨大、工业化脚步不断加速，随着而来的生活污水和工业污水排放量也十分巨大，污水中蕴含着丰富的低位热能，对于污水热能的利用逐步成为业界学者的研究重点。
1 污水源热泵概述1.1 污水源热泵工作原理污水源热泵技术是由污水热能开发利用衍生而来的关联技术，其是利用生活污水和工业污水为能量提取的来源，仅仅通过少许的电能消耗，实现热泵机组中的循环介质的相态变化；在夏季，将室内的高温传递至水中，水温降低进而带着热量，冬季时从生活污水和工业污水中获取热量，借助热泵通过载冷剂提升温度后输送到室内，通过该方式达到根据不同季节进行制冷制热的效果[1]。
污水源热泵的工作原理如下图1。
图1 污水源热泵工作原理图1.2 污水源热泵分类污水源热泵的种类多样，分类标准也各有差异。
基于充分的文献调研，污水源热泵的分类标准共四类。
按照污水源是否经过污水厂处理可以分为两类，一类是未经过处理的污水直接来作为热源，其由于未经过处理、杂物繁多，极易造成污水源热泵系统的管路堵塞和结垢；二类是经过污水处理厂处理后的污水再作为热源，其虽然在一定程度上避免了污水中杂物对于污水源热泵系统管路的影响，但其由于污水厂到热能供给用户的距离较远，造成热量损耗较多。
污水源热泵技术在城市住宅供热系统中的应用
污水源热泵技术在城市住宅供热系统中的应用摘要：随着气候变化和环境保护的重要性日益突显，可再生能源的利用越来越受到重视。
在城市住宅供热系统中，污水源热泵技术作为一种可持续、高效的供热方式，正逐渐得到广泛应用。
污水源热泵技术利用污水中的热能进行热力转换，将其中的热能转移到住宅供热系统中，实现供暖和热水的需求。
基于此，本篇文章对污水源热泵技术在城市住宅供热系统中的应用进行研究，以供参考。
关键词：污水源热泵供热污水热能引言随着全球能源需求的不断增长和环境保护意识的提高，寻找可持续、清洁的能源供应方式成为当今社会的重要议题之一。
在城市住宅供热系统中，污水源热泵技术逐渐得到关注。
污水源热泵技术利用污水中的热能，将其转化为可供供热系统使用的热能。
本文将探讨污水源热泵技术在城市住宅供热系统中的应用，以及其对能源效率和环境保护的潜力。
1污水源热泵技术概述。
1.1污水源热泵技术的工作原理收集城市住宅或工业区域的废水。
对污水进行预处理，包括固体沉淀、去除悬浮物、除臭等操作。
将经过预处理的污水通过换热器传递给热泵系统，从污水中提取热能。
通过热泵系统对污水中的热能进行压缩、加热，将其转变为适合供热系统使用的高温热能。
将转化后的热能通过热交换器传递给城市住宅或工业区域的供热系统，为用户提供暖气和热水。
1.2污水源热泵技术的优势污水是一种不断产生的可再生能源，有效地利用污水中的热能有助于减少对传统能源的依赖。
通过减少污水排放，降低了对环境的污染和压力。
污水源热泵技术能够有效地将低品质热能转化为高品质的热能，提高了能源的利用效率。
污水源热泵技术可在城市住宅、商业建筑以及工业区域等多个领域进行应用。
2污水源热泵技术在城市住宅供热系统应用中的问题2.1污水水质问题污水中可能含有各种杂质和化学物质，如悬浮物、油脂、重金属等，这些物质对热泵系统的正常运行和设备的寿命会产生影响。
因此，在使用污水源热泵技术时，需要采取相应的处理措施，以保证系统的稳定运行和设备的安全。
污水源热泵的推广及应用
污水源热泵的推广及应用【摘要】本文主要介绍污水源热泵的推广及应用。
主要从污水源热泵的系统分类、工作原理及应用展开讨论。
污水源热泵的推广具有非常重要的意义。
因此特在此作简单阐述。
关键词：污水源热泵，城市污水，热源引言：水源热泵就是污水热能利用的一种形式。
它是以城市污水作为热源/热汇，通过消耗少量电能，在冬季把贮存于污水中的热能“提取”出来为建筑物供热；在夏季则把建筑物室内的热能“提取”出来，释放到污水中，从而降低室温，达到制冷效果的一种装置[。
随着我国人民生活水平的不断提高，空调和热水供应方面所消耗的能源显著增加，而这种能耗对温度的要求通常是在中低温区，对这部分能源的消费大多是通过燃烧煤、石油、天然气等获得高位能源来实现的，这不但浪费了大量的能源而且严重污染了环境。
在能源和环境备受世界关注的今天，城市污水热能作为一种新的可再生能源比以往任何时候更加受到重视，因为它能够满足这部分中低温的能源需求，如果能被充分的利用，则可节省大量的高品位能源，减少城市废气废热的排放，达到节能环保的效果，同时也是实现污水资源化的有效途径。
一、污水源热泵系统分类污水源热泵系统按照热泵机组机房的布置情况可分为集中式、半集中式和分散式的污水源热泵系统；按照其使用的污水的处理状态可分为以未处理过的污水作为热源/热汇的污水源热泵系统、以中水作为热源/热汇的污水源热泵系统。
按照污水和热泵中的热交换器是否直接进行热交换，可分为直接利用系统和间接利用系统。
污水源热泵直接利用系统是污水直接与热泵的热交换部分进行热交换，该系统多以中水作为热源，如图1示；而间接利用系统是指污水换热器将污水的热能传递给清水，清水再和热泵进行热交换，该系统一般以未处理的污水作为热源，如图2示。
直接利用方式的热能提取效率高，一般直接利用方式的节能率比间接利用方式高7%左右[2]。
图1水源热泵直接利用系统图2水源热泵间接利用系统二、系统工作原理城市污水处理厂二沉池排水温度随所在地理纬度不同有所变化，一般冬季为8~20℃，夏季为23~28℃。
污水源热泵空调系统的设计及应用
污水源热泵空调系统的设计及应用山东建筑大学曲云霞黄峰楚广明烟台和立空调装饰有限公司胡加升中国石化齐鲁有限公司供排水厂王伟华摘要：齐鲁石化水厂原来采用分体空调对车间供冷，冬季采用蒸汽换热后制备热水后对车间和办公楼进行供热。
现在对原有空调及采暖系统进行改造，采用设计方案为：夏季利用地下水作为热泵机组的冷却水源为办公建筑与车间提供冷冻水，采用风机盘管作为末端设备来进行降温；冬季利用该厂丰富的温度为30-40℃的工业污水作为机组的吸热源，为车间及办公楼提供热。
经过一个冬季的使用结果表明，供热效果良好，而且在夏季空调面积增加的情况下，增加的设备投资在两年内即可收回。
关键词：污水源热泵；工业污水；供冷；供热1、前言随着国民生产的发展，我国城市污水厂的处理量增长较快。
根据《国家环境保护“九五”计划和2010年远景目标》，2005年污水处理量达到200⨯108m3左右， 2010年城市集中污水处理率将达40%，新增城市污水处理厂1000余座，到2015年城市污水年处理量将达到360.95⨯108m3。
城市污水具有量大、集中、水质较为稳定的特点，把经过处理的污水回用于工业、市政、农业、建筑等领域，大力发展城市污水资源化，对于贯彻落实可持续发展战略，妥善处理好经济发展同人口、资源、环境的关系，具有十分重要的意义。
城市污水资源化是结合我国水、能源以及环境状况提出的发展国民经济的有效途径。
对城市污水进行回用，一定程度上缓解了我国的水资源缺乏问题；开发利用污水中所蕴含的低位能源，为我国国民生产提供部分清洁能源，可以取代部分燃煤锅炉，以适当缓解我国的环境问题；在尚未有效利用的低温能源中，城市废热之一的污水因一年四季温度变化较小，数量稳定，具有冬暖夏凉的温度特征，且储存的热量较大，易于通过现有的城市污水管道进行收集等特点，而被公认是可回收和利用的清洁能源，污水源热泵技术即是利用该低位能源的有效途径之一。
随着人民生活水平的提高，在空调和热水供应方面所消耗的能源显著增加，而这种能源需求对温度要求通常是在50℃~60℃的中低温区域。
污水源热泵应用
第三代
第四代
第五代（非智能自控）
第七代
第六代
第五代（智能自控）
城市原生污水源热泵
需注意的问题 目前污水源热泵市场已经初具规模，但是比较前沿的技术（比如防阻机设备、 比如直连式污水源热泵机组）还掌握在较少数的企业手中，所以我们参与的机 会并不是很多，在这里提出几点建议供参考： 一、客户选择很重要，成熟的或者已经做过类似项目的客户和我们合作的机会 微乎其微，遇到污水源热泵项目，要迅速拿出方案，力争以最快的速度征服客 户，迟则生变。 二、就我们目前的情况看，推广污水源热泵技术尚有许多难点和壁垒，所以我 们遇到这样的项目，一定不是只推广我们的产品，而一定要为客户提供整体的 解决方案，避开我方主机设备在类似项目中的弱势情况，只有这样，我们才会 有些胜算。 三、迅速掌握污水源热泵技术，包括相应产品的开发。 四、依靠团队的力量，分工合作，所谓团队不仅仅包括我们的技术和销售团队， 还要整合设计院、城市污水管理部门、市政工程施工队伍，甚至一些竞争对手。 五、动手之前要详细考察工程地点的污水情况，包括水量水温等。
城市原生污水源热泵
3、城市原生污水源热泵技术概要 城市原生污水源热泵空调系统包括三项技术，第一是热泵技术，该技术已得到成 熟发展应用；第二是原生污水的取排方法与装置，实现原生污水对设备的无堵塞、无 污染技术；第三是含复杂混合物的城市污水的流动与换热特性，保证系统稳定传递热 量。第一项为常规技术，国内外已发展应用多年。第二、三项为新技术，是原生污水 热能得以再生利用的关键，目前也已成功运用到实践中。 （1）工作原理 运行机制 主要技术原理是热泵的运作机制，即将污水中的热量或冷量传递给建筑 物。可分为三个能量转移过程： 第一过程：机组的介质在蒸发器内蒸发吸收热量，污水或污水侧二次水在蒸发器中经 过，与介质换热，并将热量释放给介质，介质吸收热量蒸发。 第二过程：机组自身介质循环，蒸发的气体被压缩机吸入并压缩，变成高温，高压的 气体，进入冷凝器，实现热量向冷凝器转化的过程， 而冷凝器是与末端系统连接的。 第三过程：机组的高温、高压的介质进入冷凝器冷凝，放出热量，并与系统水进行热 交换，实现将在蒸发器内吸收的热量和输入的电能的总和输出给采暖末端系统水的过 程；采暖末端系统将热量释放给房间，达到制热的目的。
污水源热泵系统及其应用
ｗ ｈ ｍ ｐ ｅ ｉｈｔａ ｔｏ ａｌ ｅｎｃｏ ａｒｄ ｗ ｔ ｒｄｉ ｎ ｉ ＨＶＡＣ ｙ ｔ ， ｅ ｅｎｗ ｉｈｔａ ｉｉｎ ｅ ｔｐ ｓ ｓ ｅｍ ｖ ｔ ｒ ｄｔｏ ａｌ ａ ｕｍ ｐｓ ｓ ｅｍ Ｓｏ ｉ ｓ ｕｄ ｂｅ ｃ ｓｉ ｒ ｄ ｆ ｓ ｌ ｈ ｔｉ ｈ ｙ ｔ ｔ ｈｏ ｌ ｏｎ ｄｅ ｅ ｉ ｔ ｗ ｅｎ ｉ ｓ ｒ ｙ
供 暖， 夏季可利用大气、 土壤、 地下水或者地表水作为空调 系统
的冷源。热泵系统 的基本工作原理如图 １ 所示。 空 气 源 热 泵在 外 界 环 境 温 度 较低 的冬 季 应用 效率 较
低 ， 至 因 结 霜 严 重 不 能 正 常 工 作 ， 此 在 寒 冷 的 北 方 应 甚 因
Ａｂ ｔ ｃ Ｓ ｗａ ｅ ｓ ｕ ｃ ｅ ｔ ｕ ｐｕ ｉ ｅ ｈ ｘ ａ ｓ ｅ ｔ ｎ ｓ ｗａ ｅｔ ｕ ｐｙｈ ａ ｉ ｎ ｏ ｌ ｇ Ｉ ｈ ｓｏ ｖｏ ｓ ｕ ｅ ｉ ｒｙ ｓ ｒ ｔ ｅ ｇ ｏ ｒｅ ｈ ａ ｍ ｔ ｉ ｓ ｅｅ ｈ ｕ ｔｈ ａ ｅ ｇ ｓ ｐ ｌ ｅ ｔ ｇ ａ ｄ ｃ ｏ ｉ ｔ ａ ｂ ｉｕ ｌ ｓ ｐ ｒ ｉ ａ ｐ ｌ ｔ ｚ ｉ ｏ ｎ ｎ ｙ ｏｔ
图 １ 热 泵基 本 原理
宋建 华 ，９ ４年 １月 生 ，硕 士 ） 究 生 ， 师 １７ （ 研 讲
污水源热泵系统设计及性能分析
污水源热泵系统设计及性能分析简述了污水源热泵的原理及工艺流程及其设计要点，论述了其系统设计流程，并从多角度对其性能进行了分析。
标签污水源；热泵；空调0 引言热泵技术是将热量从低温端向高温端输送的技术，由于城市污水内含有极大的环境能源，污水源热泵技术的节能作用非常明显，其将为国内能源结构带来巨大变化，可将城市污水做为热泵空调理想的冷热源，因此城市污水源热泵系统随即成为开发城市污水热能的关键因素之一。
1 污水源热泵原理及工艺流程根据系统采用污水源可将其分为原生污水源热泵系统、一级污水源热泵系统和二级污水源热泵系统；根据热泵换热设备是否与污水直接接触可分为直接式污水源热泵系统和间接式污水源热泵系统。
其工作原理是在夏季高温季节，通过热循环而将建筑内热量传递到污水源内，冬季寒冷季节通过热循环将污水源内能量提取到建筑物内，但由于污水特殊的水质故系统内应添加特殊设备以保证系统的正常运行。
2 污水源系统设计要点【1】由于污水具有较强的腐蚀性，因此在系统换热器前应加装自动式过滤器和反洗装置，在运行过程中仍有可能存在较大悬浮物堵塞交换器，因此应定期对其进行清理；同时为保证热泵机组的可靠运行且目前没有适合污水换热的满液式蒸发器而引入中介水循环，以通过减少换热器中的污垢来减少换热器的换热热阻，其中污水和中介水间利用壳管式污水换热器换热，污水走管程，中介水走壳程；整个污水系统的管路设计应遵循管路平直、阀门少的原则，其中污水源热泵的取水与配管方式一般污水泵设计为自灌式，但应保证污水水面高于水泵吸入口0.5-1.0m，并在自流管的进口和端头分别安装闸阀和法兰盲板以便于检修和清洗；潜水泵的选择应设置相应的潜水池，并应从压水干管接出一根支管并伸到集水池底部，运行过程中应定期开启以将浮渣冲起并用水泵冲走；由于污水的黏性及对换热地面的污染，污水在换热器内的流动阻力和换热特性同清水相比较有很大不同，因此为保证一定传热系数而提高管内流速，但应对封头部位的结构进行特殊处理；为避免污水内大体积悬浮物进入壳管式换热器，而应对其进行预处理，将内部大尺度污物去除，以保证换热器的正常工作；同时为了平衡污水换热器的阻力可通过设置二级污水泵来保证良好运行。
浅谈污水源热泵在城市供热中的应用
浅谈污水源热泵在城市供热中的应用摘要：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”。
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10-25℃，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%。
污水源热泵工程设计与应用
污水源热泵工程设计与应用某污水处理厂污水源热泵工程位于沧州市迎宾大道以西，经一路与渤海路交口西南角的位置，小流津河东岸。
一期工程的厂区综合楼、污泥脱水间、加药间、配电室值班等室内需要供暖，供暖面积3000余平米。
原设计采用市政热源，通过厂区新建换热站为厂区提供热媒。
一次网供回水温度为105/55℃，二次网供/回水温度70/45℃。
污水处理厂的一期设计规模为6万吨/天;二期设计规模也为6万吨/天。
二期工程建成后，运西污水处理厂的整体日处理规模可达到12万吨/天。
在一期工程建设运营中，发现污水排放的水质比较好，污水量比较稳定，冬季污水平均水温在13℃左右，夏季污水平均水温在20℃左右。
按照保守的日处理污水量3万吨/天计算，从排放的污水中提取3℃的温差，冬季污水可提供4300kW的热量，该热量可供10平米小区冬季供暖使用。
如果未来二期建成后，按照12万吨/天排放量计算，污水的低位热量至少可供30万平米小区供暖使用，能产生极为可观的经济效益。
正是基于这一点考虑，结合厂区自身的供暖要求进行了调整，采用污水源热泵系统进行供暖，同时，还考虑使用该系统解决厂区夏季空调的需求。
目前，市场上污水源热泵设备已比较成型，设备冷凝侧可提供50℃热水，蒸发侧最低可出5℃的冷水。
因此，该工程的设计关键点在于污水侧换热器设计计算。
污水换热器可以分为两种设计思路：(1)把换热器放在换热机房里，污水池内设潜水泵将污水送入机房换热器，换热完毕后再排入污水池。
该方案优点是比较好布局，施工简单。
缺点是增加了潜水泵的功耗，同时，污水换热管线里始终流动的是污水，易腐蚀管路。
进换热器入口需要设置快速除污器，需要定期进行除污清洗，增加了售后维护工作。
(2)制作专门的污水源换热器，将污水源换热器直接放入污水池中，利用污水自身的水流进行换热。
这样减少了一次水泵的循环功耗，提高了节能效果。
另外，与热泵机组进行换热的循环水系统采用软化水，既保证了水质干净清洁，又避免了管路的堵塞和腐蚀。
污水源热泵系统设计方案
污水源热泵系统设计方案一、工程概况***某办公楼：建筑面积20000m2二、编制依据1、热泵系统技术参数及相关配置；2、《采暖通风与空气调节设计规范》GB5001 2003;3、《全国民用建筑工程设计技术措施•暖通空调•动力分册》4、《给水排水设计手册》第二册三、冷热负荷计算1、热负荷计算公式：供热量（W = 供暖面积（m）x供暖热指标（W/rn）=20000X 50=1000kW 2、冷负荷计算公式：供冷量（W = 供冷面积（n）x供冷指标（W/rn）=20000X 80=1600kW四、冷热源系统方案1、能量提升系统依据上述计算热负荷为1000kV,冷负荷为1600kW根据负荷计算负荷，考虑建筑的夏季制冷同时使用系数，主机设备配置见下表:2、能量采集系统能量采集采用城市污水处理厂提供污水源为冷热源，冬季采集来自污水的大量低品位热能，给室内取暖；夏季热泵机组运行，将室内的余热排放到污水中。
它有以下的特点环保效益显著：污水源热泵是利用污水作为冷热源进行能量转换的供暖空调系统，相对传统采暖制冷方式，供热同时省去燃煤、燃气、燃油等锅炉设备，没有燃烧过程，避免了排烟污染；供冷时省去冷却腿，避免了冷凝废热引起的城市热岛效应及霉菌污染，不产生任何废渣、废水、废气和污染高效节能：冬季污水的温度要比环境气温高的多，热泵的蒸发温度提高，能效比也提高。
夏季污水温度比环境气温要低，冷却效果要远好于冷却塔，机组效率体高。
运行稳定可靠：污水的温度一年四季相对稳定3、能量释放系统末端采用风机盘管+新风系统4、系统水处理及系统定压补水⑴、水处理：采用全自动软水器。
⑵、定压补水：采用全自动补水定压装置。
设软水箱、补水泵、定压罐等设备组成气压罐闭式定压补水系统，设压力传感器测得系统压力并与设定值比较低点启动补水泵、高点停泵，同时将压力信号送至定压罐上的电动阀及安全阀使其在不同的设定压力下开启，保证系统安全稳定运行。
5、系统节能控制⑴、主机为微电脑全自动控制，具备自动调节功能，根据设定参数进行能级调节，在满足冷热负荷的同时最大限度节能；⑵、主机与水泵连锁，主机开启，相对应的泵依次启动运行，如主机关闭则关闭相应的泵也依次关闭；⑶、本系统由主机自带PLC进行群组控制，各主机按累计运行时间优先启停;⑷、主机设RS485通讯接口，可与外界远程通讯传输数据。
城市污水源热泵系统运行特性研究共44页PPT
11、获得的成功越大，就越令人高兴 。野心 是使人 勤奋的 原因， 节制使 人枯萎 。 12、不问收获，只问耕耘。如同种树 ，先有 根茎， 再有枝 叶，尔 后花实 ，好好 劳动， 不要想 太多， 那样只 会使人 胆孝懒 惰，因 为不实 践，甚 至不接 触社会 ，难道 你是野 人。(名 言网) 13、不怕，不悔(虽然只有四个字，但 常看常 新。 14、我在心里默默地为每一个人祝福 。我爱 自己， 我用清 洁与节 制来珍 惜我的 身体， 我用智 慧和知 识充实 我的头 脑。 15、这世上的一切都借希望而完成。 农夫不 会播下 一粒玉 米，如 果他不 曾希望 它长成 种籽； 单身汉 不会娶 妻，如 果他不 曾希望 有小孩 ；商人 或手艺 人不会 工作， 如果他 不曾希 望因此 而有收 益。-- 马钉路 德。
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城市污水水温特点及热能表征
污水温度
污水水质
热能表征
天津地区
污水的水质特征取决于给水原水的水质和使用性质。
城市给水含有各种矿物质与溶解气，经过使用后增加了各种有机 物、无机物和固体杂质等。
污水中的有机物测定常用生化需氧量 （BOD ）、化 学 需 氧 量 （COD）、总有机碳（TOC）以及总需氧量（TOD）等表示，微生物 含量主要以大肠杆菌数来表示。
城市污水水温特点及热能表征
污水温度
污水水质
热能表征
天津地区
城市污水经过一级物化处理和二级生化处理后成为二次出水。
二级出水中溶解性有机化合物、无机化合物和固体颗粒物和病原 菌等污染物质含量是衡量污水处理效果的主要指标。
美国、以色列、日本等一些污水资源化利用较早的国家，根据污 水的再利用途径均制定有不同的二级出水水质标准，如农业灌溉回用 水水质标准、工业冷却循环用水水质标准等。
城市污水源热泵设计与应用
❖ 换热器工程计算公式： Q km A tm
❖ 管壳式换热器中旳换热过程：管内污水——管内壁 黏泥——管内壁——管外壁——二次水
❖
传热系数旳计算： 1
km
1 hw
1 2 1 2
❖ 污水利用不能对环境造成影响或二次污染，所以在 污水旳取排水施工过程中应该注意管道输送旳密闭 性，而且管材旳选择也要防腐性强，并定时检验。
四、 实际工程系统设计简介
本项目为北京市某污水源热泵采暖空调 工程，位于北京市亦庄高新开发区。项目濒 临市区凉水河，河内常年流有温度波动较小 旳污水，污水资源是热泵机组非常适合旳热 源和冷源，充分利用污水资源，不但节省大 量旳能源，保护环境，而且能够展示污水这 一特殊可再生能源旳热泵利用技术。
污水测温试验工具
污水测温试验研究
❖ 成果分析与比较
高碑店污水处理厂2000－2023年冬季二级出水旳水温变化图
污水测温试验研究
温度/℃
温度/℃
10
污水温度
5
室外温度
0
-5
-10 2005.12.27 2005.12.31 2006.01.06 2006.01.10 2006.01.14
时间
38 36 34 32 30 28 26 24
❖ 冬暖夏凉 ❖ 整年水温变化小和受气候影响小 ❖ 污水排热量稳定 ❖ 起源充分，接入以便
1.3污水源热泵旳特点及研究旳意义
❖ 环境保护效益明显 ❖ 高效节能 ❖ 运营稳定可靠 ❖ 一机多用，应用范围广
污水源热泵工作原理
❖ 冬季： Q2＝Q1+Q3 Q2≥4Q3
城市污水源热泵应用
城市污水源热泵应用摘要：污水源热泵是以城市或工业污水作为提供和储存能量的冷、热源的空调系统。
文章介绍了污水源热泵的工作原理、性能特点及应用，且在未来具有较大的经济和社会效益。
关键词：污水源热泵、应用、性能自然界中存在着大量的不能为人类直接利用的低品位能源，它们广泛的分布在空气、土壤、地下水、地表水、生活污水、工业废水之中。
能源的紧张，让我们开始对这些低品位能源有了更多的关注。
它们中有许多都是可再生的能源，没有污染，而且可以源源不断的供给。
城市生活污水作为人类生活必不可少的附属品，蕴含着巨大的能量，可以成为优质的低温热源，冬暖夏凉，在采暖季和制冷季都能保证水温变化不大，受气候影响较小，同时污水的水量稳定，是污水源热泵的理想热源。
一、污水源热泵的工作原理污水源热泵就是以城市污水为提取和储存能量的冷、热源，借助压缩机系统，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。
根据污水和热泵中的热交换器是否直接进行热交换，污水源热泵可分为直接利用系统和间接利用系统。
污水源热泵直接利用系统是污水直接与热泵的热交换部分进行热交换，该系统多以处理水作为热源。
污水源热泵间接利用系统就是污水只和热泵前的热交换器及清水进行热交换，而清水再和热泵的热交换部分进行热交换，该系统多以未处理水作为热源。
直接利用方式的热能提取效率高，节能效果比增加一次换热要好，一般直接利用方式的节能率比间接利用方式高7％左右。
二、污水源热泵的性能特点1、环保效益显著热泵机组的运行没有任何污染，没有燃烧过程，避免了排烟、排污等污染。
供冷时省了冷却水塔，避免了冷却水塔的噪音、霉菌污染及水耗，同时热泵机组的运行不受天气和温度变化的影响，使用污水作为热泵水源，与地下水源相比，可以避免大量开采、回灌地下水对地下水造成的不良影响，起到保护水资源的作用。
2、高效污水源热泵机组可利用的水体温度夏季为10～20℃，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。
污水源热泵系统及其应用
活污水 ， 一种 巨大的低 温余热 原 ， 是 现
代化城市的污水处 理设施十 分完善 ， 每 天 排 放 大 量 的 净 化 后 的 污 水 ， 热 泵 系 是
此 ， 水 与 热 泵 一 起 使 用 为 区 域 供 热 供 污 冷 提 供 一 种理 想 的 热 源 ／ 汇 。 热
污 水 源 热 泵 系 统 其 供 暖 系 统 原 理
统的理想低温热源。
１ ３污水 热能 资 源化 具有 明显经 济 效 ．
益
由于 取 消 锅 炉 房 和 冷 却 塔 等 设 施
和 设 备 ，污 水 热 能 利 用 系 统 可 以 将 污 水
１１与其他热 泵系统 的简单 比较 ．
空 气 源 热 泵 在 外 界 环 境 温 度 较 低 的 冬 季 应 用 效 率 较 低 ， 甚 至 因 结 霜 严 重 不 能 正 常 工 作 ， 因 此 在 寒 冷 的 北 方 应 用 受 到 限 制 。 壤 源 热 泵 根 据埋 管 的 土 形式可 以分为水平埋管和 垂直埋 管， 水
水热能系统 ， 以降低 污水排放温 度， 可
１ ２污 水热 能 资源 化具 有 明显节 能 效 ．
１污 水源 热 泵
城 市 污 水 热 能 利 用 系 统 是 以 城 市 污 水作 为 提 取 和储 存能 量 的 基 源体 ， 通 过 水 源 热 泵 来 实 现 对 建 筑 物 的 冬 季 供 热 和 夏 季 制 冷双 重 要 求 的 系 统 ， 也叫
约 可 削 减 ｃＯ 、Ｎｏｘ、ＳＯ 粉 尘 发 生 ２ ２ 及
量 ２ ％～ ０ ０ ３ ％左 右 。 由于 取 消 了冷 却 塔 ，
－侯亚芹 司建伟 重庆市中设市政工程设计有限公 司
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1.3污水源热泵的特点及研究的意义
❖ 环保效益显著 ❖ 高效节能 ❖ 运行稳定可靠 ❖ 一机多用，应用范围广
污水源热泵工作原理
❖ 冬季： Q2＝Q1+Q3 Q2≥4Q3
❖ 夏季： Q1＝Q2+Q3 Q2≥5Q3
一、课题研究的背景、目的和意义
❖ 1.1 我国城市污水排放及处理现状 ❖ 1.2 城市污水的特点 ❖ 1.3 污水源热泵的特点及研究的意义 ❖ 1.4 污水源热泵的经济性分析
1.1我国城市污水排放及处理现状
❖ 到2019年底，全国661个城市建有污水处理 厂708座，处理能力为4912万立方米/日；
❖ 污水输送管道直径 污水取水采用虹吸管，管径为： 425mm 排水泵站出水管管径为：320mm
❖ 运行模式
项目 冬季采暖
夏季空调
冬季生活热水机组
电锅炉 热泵机组
热源 二次水
— — 二次水 — 冷却水
冷源 —
二次水 二次水
— — —
污水测温实验工具
污水测温实验研究
❖ 结果分析与比较
高碑店污水处理厂2000－2019年冬季二级出水的水温变化图
供热供冷系统方案
❖ 污水提取工艺流程 1、 河道取水——管道输送——沉滤池—— 高效过滤处理——循环水泵——高效换热 器——管道输送——排入河道
2、 河道取水——管道输送——沉滤池—— 高效过滤处理——循环水泵——高效换热 器——反冲过滤器——排入化粪池
❖ 污水用量设计计算 夏季污水利用温差为10℃ ，污水水量为 631m3/h ；冬季污水利用温差为5℃， 污水水量为 670m3/h ；因此污水设计量 为680m3/h
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 ；
❖ 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 。
❖ 对于约10 人的住宅，采用热泵技术回收家庭生活污 水余热可节能达50 %，对于10人以上的住宅可节能 达60 %。
设备选型
项目 供暖 生活热水
空调
热（冷）负荷 （kW） 4585 530 530 530
6145
设备容量（kW）
5028 冬季 过度季节 夏季 1261×3＋2450×1＝
6233
机组开启台数
3台热泵机组 热泵机组 电锅炉
热泵机组冷却水 3台热泵机组 1台冷水机组
热泵机组：法国CIAT的LWP4200产品3台， 冷水机组：美国麦克维尔公司的WSC126LBH产品1台。
热交换器
无锡红旗压力容器制造有限公司 浮头管壳式换热器
6万m2写字楼初投资及运行费用分析
❖ 初投资的估算：272元/m2 ； 不包括暖通系统末端设备的投资及安装费用。
❖ 年运行费用估算：50.10元/m2 。
污水测温实验研究
❖ 污水温度测试的必要性 水源是应用水源热泵的前提。
水源热泵系统运行时对水源的要求为： 水量充足，水温适度，水质适宜，供水稳定。 污水源的水温、水量和水质对污水源热泵系统 的运行更起着至关重要的作用 。
1.4污水源热泵的经济性分析
1.4污水源热泵的经济性分析
❖ 初投资：158.5元/m2（水源热泵机房）； ❖ 运行费用：夏季，18.4元/m2
冬季，18.9元/m2； ❖ 节省地源热泵中打井等费用，有效利用低位
热能资源；
❖ 污水源热泵的运行效率较高、费用较低，具 有环保节能的重要意义。
二、国内外现状分析
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；
❖ 2019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；
❖ 2019年，密云污水处理厂的2000m2办公楼，用上 了“污水空调” ；
❖ 2019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” ；
污水源热泵系统设计中应注意的问题
❖ 能源的综合利用率来评价方案的可行性，得出最优 方案，使得工程造价最低，运行费用也最低。
❖ 污水源热泵工程施工中首先要实地测试污水的水质， 水温及水量，由此确定方案中其他设备的配套使用。
❖ 污水利用时，污染、腐蚀、结垢都是不可避免的问 题，但是如何将此负面影响降低到最小限度就是方 案设计的重点。
❖ 北京市 ，每天约产生300万吨的污水，到 2019年，城市污水的处理率将达到90%以上， 日处理污水量达270万m3 ；
❖ 可供暖面积将达到2280万m2 ，供冷面积将 达到1100万m2，生活热水供应量将达到7.4 万m3/d 。
表1 2019年前北京各污水处理厂建设计划与 潜能计算结果
1.2城市污水的特点
❖ 污水利用不能对环境造成影响或二次污染，因此在 污水的取排水施工过程中应该注意管道输送的密闭 性，而且管材的选择也要防腐性强，并定期检查。
四、 实际工程系统设计简介
本项目为北京市某污水源热泵采暖空调 工程，位于北京市亦庄高新开发区。项目濒 临市区凉水河，河内常年流有温度波动较小 的污水，污水资源是热泵机组非常适合的热 源和冷源，充分利用污水资源，不仅节约大 量的能源，保护环境，而且可以展示污水这 一特殊可再生能源的热泵利用技术。
❖ 国家也出台了相应的污水利用政策
三、 污水源热泵系统的原理及设计
❖污水源热泵 污水源热泵系统的原理是夏季
将建筑物中的热量转移到污水源中， 冬季将污水中的热量提取供房间采 暖。
污水源热泵系统节能原理
系统制热时：COP T
T T0
CTO0P(TTT0)2≥0
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。
CTOP(TT0T0)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。
污水源热泵系统流程图
污水源热泵系统的设计及研究
❖ 污水源的条件
水量充足，水温适度，水质适宜，供水稳定
❖ 过滤器
河道取水口及排水口布置图
取水管线图
蓄水池平面及立面图
污水泵房流程图
热泵机房设备平面布置图