污水源热泵系统介绍
污水源热泵简介
上海某城市污水处理厂能源回收项目
总结词
零排放、高效、资源化利用
VS
详细描述
该项目利用城市污水处理厂的出水作为热 泵的冷热源，通过高效热泵技术提取废水 中的热量，再通过板式换热器将热量传递 给周边居民的供暖系统。相较于传统供暖 方式，污水源热泵具有更高的能效比和更 低的排放，实现了废水的资源化利用，为 城市可持续发展提供了新的解决方案。
技术成熟度不足
目前，污水源热泵技术仍处于发展阶段，尚未完全成熟。
设备投资成本高
由于污水源热泵的设备需要具备高效、稳定、耐用的特点，导致 其投资成本较高。
能效比有待提高
目前，污水源热泵的能效比相对较低，需要进一步改进和完善。
污水源热泵的政策支持及市场推广
政策扶持力度加大
政府对环保产业的支持力度不断加大，将为污水源热泵的发展提供更多的政策支 持和资金保障。
水泵
用于将污水引入换热器，并保证污水 在系统中流动畅通。
污水源热泵的运行特点
01
02
03
适应性强
污水源热泵能够适应不同 的污水水质和运行工况， 具有较强的适应性。
运行成本低
由于污水源热泵利用的是 污水中的热能，因此无需 消耗大量的电能或其他能 源，运行成本相对较低。
智能化控制
污水源热泵采用智能化控 制系统，能够实现自动化 运行和远程监控，方便用 户管理和使用。
03
污水源热泵的市场应用
污水源热泵在建筑供暖中的应用
节能环保
污水源热泵能够利用建筑排放的 废热，减少对传统能源的消耗， 降低碳排放，同时减少对环境的
污染。
高效稳定
污水源热泵具有高效、稳定的供热 性能，能够满足建筑供暖的需求， 提高供热质量。
污水源热泵工作原理及效益分析
污水源热泵工作原理及效益分析1.污水源：污水源热泵通过污水中的热能来供热或制冷。
这些污水可以来自家庭、厂区、城市污水处理厂等。
2.污水净化：首先，为了保护热泵设备，需要对污水进行初步的净化处理，例如去除大颗粒物、悬浮物等。
3.污水调温：经过预处理后，污水经过调温操作，使其温度尽可能接近热泵的最佳工作温度，一般为5-25摄氏度。
4.污水热能回收：经过调温后的污水通过换热器与热泵之间进行热能交换。
热泵利用换热器中的热能进行蒸发，从而获得蒸发的制冷剂。
5.制冷剂冷却：蒸发的制冷剂通过压缩机被压缩成高温高压气体，并通过冷凝器与室内或室外空气进行热交换，使其冷却变为液体。
6.供热或制冷：冷凝后的制冷剂经过膨胀阀进行膨胀，再次变成低温低压气体，并通过换热器与室内或室外空气进行热交换，使热能传递给室内或室外，实现供热或制冷效果。
1.节能环保：污水源热泵利用了污水中的热能，有效地节约了传统能源的消耗量，减少了温室气体的排放，具有良好的节能环保效益。
2.回收资源：污水中的热能在传统的处理过程中往往被浪费掉，而污水源热泵能够回收这部分热能，大大提高了能源利用效率，并能够减少对环境的负面影响。
3.降低运行成本：相比传统的供热或制冷方式，污水源热泵的运行成本较低。
由于污水源的温度相对稳定，热泵工作稳定可靠，减少了维护和运行成本。
4.解决能源短缺问题：随着能源消耗的增加和能源供应的减少，污水源热泵作为一种新型的能源利用方式，为减轻能源压力提供了新的途径。
5.适用范围广泛：污水源热泵适用于各种污水排放场所，无论是家庭、工厂还是城市污水处理厂，都可以利用污水中的热能来进行供热或制冷，具有广阔的应用前景。
总之，污水源热泵作为一种能源利用的新途径，具有较高的节能环保效益和经济效益，对解决能源短缺和环境污染问题具有重要意义。
对于地区热源紧缺或有大量污水排放的地区来说，污水源热泵是一种理想的能源供热或制冷解决方案。
污水源热泵技术介绍
污水源热泵技术介绍(共10页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--城市原生污水源热泵系统技术解析报告北京和利时恒业热能科技有限公司二零一一年五月目录一. 建设污水源热泵的意义 (3)二、污水的热能利用 (4)三．污水源热泵的实现 (7)四．污水源热泵系统的效益分析 (8)一. 建设污水源热泵的意义：（1）缓解能源消耗紧张：在全国建筑能耗占总能耗的很大比例，而在建筑能耗中暖通空调的能耗更是占有举足轻重的位置，预测2020年我国暖通空调能耗量将达到10亿吨标煤，占总能耗的30%以上。
开发利用低位可再生洁净能源是暖通空调能源消耗的新模式。
可再生性清洁能源包括太阳能、风能、水能、生物质能、地热能和工业余热、城市废热等等，相对其他类型的冷热源，城市污水具有独特优势，是一种理想的低位冷热源。
利用污水作为冷热源对建筑进行采暖空调可以直接减少其他短缺能源的消耗，同时还可以达到废物利用的目的，是资源再生利用，发展循环经济，建设节约型社会，友好环境的重要措施。
目前满液式热泵机组在蒸发器进水温度1℃以上时，机组制热性能系数也在4以上，以火力发电效率计算，热泵机组的一次能源利用率大于。
而效率较高的集中供热系统（燃煤或燃气）一次能源利用率也仅在之间。
因此热泵系统节能量达50%。
（2）保护、友好环境：我国能源消耗中，煤占70%以上，以煤为主的能源结构下，暖通空调用能是大气污染的主要因素之一。
在全球空气污染最严重的10个城市中，中国占有5个，包括北京、上海、沈阳、西安和广州，北京冬季供暖期中TSP （总悬浮颗粒物）、2CO 、2SO 、x NO 等严重超标。
资料表明，70%的TSP 、90%的2SO 、60%的x NO 和85%的矿物燃料生成的2CO 来自燃煤，暖通空调引起的污染物排放量占总排放量的15%以上。
燃煤排放2SO 引起的酸雨污染已扩展全国整个面积的30%-40%，造成的经济损失接近国民生产总值的2%。
污水源热泵工作原理
污水源热泵工作原理
污水源热泵利用污水中的热能，通过循环传热的方式将污水中的热能提取出来，再经过压缩和膨胀等过程进行升温，从而达到供热或供冷的目的。
具体工作原理如下：
1. 污水提取：通过污水管网将污水收集到热泵系统中。
2. 过滤预处理：对污水进行预处理，如过滤、沉淀等，以去除悬浮物和杂质，避免对热泵设备的损坏。
3. 热能提取：将预处理后的污水进入换热器，通过与热交换介质（如工质流体或蒸发冷媒）接触，将污水中的热能传递给热泵系统。
4. 压缩和膨胀：热泵系统中的压缩机将流体压缩，使其温度升高，然后通过膨胀阀放松，使其压力降低，温度下降。
5. 热能释放：高温高压的流体经过冷凝器释放热量，热量通过传热介质（如空气或水）传递给室内供暖或供冷设备。
6. 蒸发循环：冷却的流体经过蒸发器重新吸收热源，通过蒸发过程吸热，然后经过压缩和膨胀等过程，重新进行热能提取和释放的循环。
通过上述循环过程，污水源热泵能够利用污水中的废热能源，
通过传热和压缩循环的方式将其转化为可利用的供热或供冷能源，实现能源的回收利用，提高能源利用效率，同时减少对传统能源的消耗，实现节能减排的效果。
污水源热泵介绍共26页文档
• 直接换热式热泵空调系统为热泵空调机组换热器中的制冷剂
直接同污水进行热交换，提取污水中的热量或冷量；间接换 热式热泵空调系统污水先通过热交换器与某一中间媒介进行 热交换．再通过中间媒介同制冷剂换热。需要明确指出，直 接污水源热泵空调系统中，污水与制冷剂之间不存在混合， 它们之间的传热方式依然是间接传热。
• 依上述可知，城市污水是理想的暖通空调
冷热源，因此对以城市污水为冷热源的热
泵空调系统进行深入的研究并加以推广应 用具有很重要的意义。
2.2污水源热泵技术的国内外发展现状
• 20 世纪80年代以来， 美国、 日本等国家相继建
立了一批大型城市污水源热泵系统MW， 单个项目总装机容量达160MW。以瑞典为例，到 1987年已有约100座热泵站投入运行，总供热能 力达到1200 MW，已成为世界上应用大型污水源 热泵的代表国家之一。大型城市污水源热泵系统 在国外已有十几年的运行历程，已形成一套较完 备的技术和经验。
2.4成本分析
• 2.4.1初投资费用低 • 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比其他系统的占地面积要小。 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。
• 首先，污水源热泵技术主要来源为城市污水，污
水具备水处理量大，水源稳定，冬暖夏凉等特点。 调查表明，城市污水中具有较大的热量，冬天污 水温度在10℃至16℃，高出日常气温。夏天，污 水水温为22℃至25℃，又比日常气温低。热泵机 组依靠内部制冷剂的物态循环变化，冬季从污水 中吸收热量经热泵机组升温后对建筑供热，夏季 通过热泵机组把建筑物中的热量传递给污水从而 实现供冷的新技术。
污水源热泵
污水源热泵所谓污水源热泵，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。
污水源热泵的工作原理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。
污水源热泵空调系统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，绿特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空调系统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。
污水源热泵制冷工作原理
污水源热泵制冷工作原理
污水源热泵制冷工作原理是通过利用污水中的热能来进行制冷的一种技术。
其工作原理如下：
1. 污水采集：首先，将污水收集到一个集水池中。
这个集水池通常位于需要制冷的建筑物附近，以便方便获取污水。
2. 污水处理：收集到的污水会首先进行初步的处理，例如去除固体杂质和悬浮物等，以保护热交换器和其他设备的正常运行。
3. 分离污水中的热能：接下来，污水中的热能会通过热交换器进行分离。
热交换器内部有一根水管，污水在外部流过，冷凝器循环水流在内部流动。
热交换器通过传递污水中的热能给循环水，使循环水温度升高。
4. 循环水压缩：升温后的循环水通过压缩机进行压缩，使其温度进一步升高。
压缩机提供了流动能量，使循环水的压力和温度都增加。
5. 循环水冷凝：压缩后的循环水通过冷凝器进行冷凝，使其失去热量并转化为高温的冷凝器冷却水。
6. 冷却水回收：冷凝器冷却水会通过循环管道回流到热交换器中，与污水交换热能，再次提供冷却效果。
同时，冷凝器冷却水温度降低，会重新进入循环水压缩过程，保持循环。
7. 制冷作用：冷却效果通过循环水在室内热交换器中与空气交
换来实现。
循环水通过热交换器，将室内的热量吸收，使室内空气温度降低，从而实现制冷效果。
通过循环往复，污水源热泵制冷系统能够不断吸取污水中的热能来提供制冷效果，这种技术既能够有效利用资源，又能够实现环境友好型的制冷方式。
《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
污水源热泵机组的工作原理
污水源热泵机组的工作原理污水源热泵机组是一种利用污水作为换热介质的热泵系统，它通过提取毗邻地下水域中的热量来为建筑供暖和冷却。
工作原理污水源热泵机组的主要部件包括蒸发器、压缩机、冷凝器和膨胀阀。
首先，污水从地下管网进入蒸发器，通过换热器与机组中的低温制冷剂发生热交换，使污水的温度降低，并将低温制冷剂蒸汽化。
然后蒸汽通过压缩机被压缩，同时温度增加。
之后的高温高压制冷剂通过换热器将其余的热量传递给供热系统，为建筑室内的暖气或热水提供热量。
而蒸发器冷凝器有时是构成一个整体的，它可以将其余的热量排出，在夏季中可以将在室内产生的热排出。
最后，高温高压制冷剂通过膨胀阀控制的孔进入蒸发器，从而形成一个完整的热力循环。
污水源热泵机组的优点污水源热泵机组以其高效节能、绿色环保等优点成为了现代建筑中取暖制冷的主要方式。
1.高效节能污水源热泵机组可将低温能量转移为高温能量，从而达到能源利用的高效和节能。
相较于传统的电能和燃气，它可以为建筑节省30-70%左右的能源费用。
2.不受环境影响污水源热泵机组不受外部气候、季节影响，可以全年常温工作。
它能够在各种恶劣环境下按照所需负荷提供温度。
3.绿色环保污水源热泵机组能够减少对环境的污染，因为其采用的是可再生的能源污水。
它能够促进生态社会的建设和发展。
污水源热泵机组的应用场景污水源热泵机组的应用场景十分广泛，它通常可以应用于以下几个方面。
百科与博物馆污水源热泵机组可以为百科与博物馆的恒温、恒湿和恒净提供性能表现的平台。
它可以根据博物馆、文化建筑等需要不同的环境要求，提供合适的环境温度。
冷库和食品加工企业污水源热泵机组可以在冷库、食品加工企业中为所需的制冷和冷水，提供稳定的温度环境。
它更准确、便利和经济用于对生态环境质量要求较高的场合。
商业和制药厂污水源热泵机组能够通过提高节能效率、维护暖通空调系统、设备夜间关机等方式，提高办公企业的白天运行效率。
此外，它还可以为制药厂的制冷和制热提供稳定的环境温度。
污水源热泵原理
污水源热泵原理污水源热泵是一种利用污水中的热能进行能量转换的环保节能设备。
它通过污水中的热能，实现了对建筑物供暖和制冷的效果，同时减少了对传统能源的依赖，降低了能源消耗和环境污染。
下面我们来详细了解一下污水源热泵的工作原理。
1. 污水采集，首先，污水源热泵需要从污水管道中采集污水。
污水管道中的污水温度相对稳定，且具有一定的热量，适合作为热泵的热源。
2. 污水预处理，采集到的污水需要经过一定的预处理，包括去除污物、杂质和沉淀物等，以保证热泵系统的正常运行和延长设备寿命。
3. 热能提取，经过预处理的污水进入热泵系统，通过换热器将污水中的热能传递给热泵工质。
热泵工质在低温下蒸发吸收热量，然后被压缩升温，释放高温热量用于建筑供暖或者制冷。
4. 热能利用，释放的高温热量通过供暖系统或制冷系统传递到建筑物内部，满足建筑物的供暖或制冷需求。
5. 冷凝回收，热泵工质释放热量后变成液态，再次进入换热器吸收污水中的热量，形成闭合循环，实现了对污水热能的充分利用。
通过上述过程，污水源热泵实现了对污水中热能的提取和利用，达到了节能环保的效果。
同时，污水源热泵还具有运行稳定、维护成本低、使用寿命长等优点，逐渐成为建筑供暖和制冷领域的热门选择。
除此之外，污水源热泵还可以与其他能源设备相结合，形成多能源互补的供暖制冷系统，提高能源利用效率，降低运行成本，为建筑节能减排做出积极贡献。
总的来说，污水源热泵作为一种新型的能源利用设备，具有巨大的应用前景和发展空间。
它不仅可以为建筑节能环保做出贡献，还可以推动能源结构调整和绿色发展，是一种具有广泛推广价值的新型能源设备。
希望随着科技的不断进步和创新，污水源热泵能够得到更广泛的应用，为人类创造更加美好的生活环境。
污水源热泵简介
污水源热泵+水蓄能简介
第一章污水源热泵概述
污水源热泵技术的概念
污水源热泵技术是一种高效率的自然冷能转换装置。
它能够将存在于污水中低品位冷能资源转换成高品位的热源或冷源向外输出，制成既能供暖又能制冷的空调系统。
污水源热泵系统通常能效比可达1：4~1：，即输入1KW的电能，可输出4~的能量，远远高于其它形式的供能方式。
由于热泵系统不燃烧任何燃料，是一种极为清洁的能量转换方式，真正做到了零污染、零排放，经济效益、社会效益和环境效益十分显著。
污水源热泵的原理及原理图
污水处置厂排放的污水水温一样都十分稳固，夏日水温在25~28℃，冬季,水温在9~15℃。
污水源热泵机组工作原理确实是在夏日将建筑物中的热量转移到污水中，由于污水温度低，因此能够高效地带走热量，而冬季，那么从污水中提取能量，由热泵原理通过空气或水作为载冷剂提升温度后送到建筑物中。
通常污水源热泵消耗1kW的能量，用户能够取得4kW以上的热量或冷量。
污水源热泵系统确实是将污水作为空调系统的水源水，夏日向污水中排热，冬季从污水中取热。
污水源热泵介绍
污水源热泵介绍城市污水中所赋存的热能是一种可回收和利用的清洁能源，弃之为废，用之为宝。
因此，在对城市污水进行处理的同时利用其中的热能，是城市污水资源化利用的有效途径⋯。
污水处理厂的出水量大。
水质稳定。
常年温度在13—25℃。
污水源热泵是以污水作为热源进行制冷、制热循环的一种空调装置。
污水源热泵具有热量输出稳定，COP值高，换热效果好，机组结构紧凑等优点。
1 污水源热泵技术的应用对于城市污水中低位能源的开发利用。
前苏联和北欧等区域供热较发达的国家对此方面的研究比较活跃。
由于能源危机及环境问题的日益突出。
美国、日本、德国等发达国家都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。
我国的污水源热泵应用目前还刚刚起步。
北京高碑店污水处理厂、北京北小河污水处理厂、河北秦皇岛污水处理厂和哈尔滨马家沟截流渠污水项目等分别在这方面进行了有益的尝试，且运行效果良好。
但目前应用的供热供冷面积较小，与污水中含有的巨大能量相比不成比例，污水源热能利用是大有潜力的。
污水源热泵空调系统技术系统特点：不受建筑冷热平衡的限制，不打井、不埋管、将污水变废为宝，适用于各种类型的建筑供热、制冷及生活热水。
应用条件：建筑物附近有污水干渠且污水量充足。
环保及经济效益：夏季空调过程中，将废热排放到污水中，而不是像常规空调那样通过冷却塔排放到大气中，可避免“热岛效应”、避免霉菌污染、避免噪声污染。
冬季替代传统锅炉供热，减少燃煤、减少CO2等有毒、有害物质的排放，每利用1t污水，相当于减少燃煤2㎏，减少CO2排放3kg。
我国每年污水排放量约750亿m3，可供13.2亿㎡以上的建筑采暖、空调，如果将污水全面利用起来，每年可节约燃煤1.5亿吨，减少CO2排放4.5亿吨。
污水的温度冬暖夏凉，经过我公司的实际检测，冬季哈尔滨污水最低温度12℃，夏季重庆污水最高温度24℃，所以污水是最好的冷、热源。
与常规市政锅炉供热和冷水机组比较，运行费用降低30%以上，同时，热泵可以一机多用（供冷、供热、生活热水），使系统初投资降低30%以上。
污水源热泵系统介绍
一机三用 套装置
初投资低
供暖、供冷、供生活热水，一套系统可以代替原来的锅炉+空调两
较地下水源、土壤源以及其他常规系统，初投资要低
污水源热泵系统关键问题
1、阻塞问题严重，难以解决。
原水堵塞时间几分钟 （10%/min） 二级水几天（10%/d） 地表水也存在严重的堵 塞问题（10%/d）
原生污水
第三套：单宽流道式换热技术
• 换热流道为单宽流道，不需设置防堵措施 • 纯逆流、大流速换热，换热效率高
• 不易积垢，清洗维护周期长，容易维护
• 已在工程中应用
在宽流道污水换热器中，两种换热介质（中介水与污水）借助水泵的驱动， 始终以反向相对流动，而且一种换热介质温度是延流动方向升高，另一种换热 介质温度延流动的方向降低。两种换热介质在换热器中流动的方向和温度变化 趋势始终都是反向相对的，同时层与层换向处增加了对换热介质的扰动，两种 换热介质始终处于高效换热的紊流状态，温度场的分布也是最均匀的，换热效
二级污水
2、换热面的软垢厚度可达1mm以上，衰减幅度可达5%/d
二级水、原生污水污垢
2 1600
5 1200
10 1000
15 800
20 600
25 550
30 500
污水换热器换热能力衰减幅度
2250 2000 1750
h /(W/m 2℃)
1500 1250 1000 750 500 250 0 0 5 10 15 20 25 30
（2）污水源流量特性——量大且稳定
我国主要城市日污水排放量极其可满足供暖面积
项 目 北京 350 1400 天津 200 800 上海 540 2160 南京 110 440 无锡 80 320 武汉 205 821 杭州 140 560
污水源热泵的工作原理
污水源热泵的工作原理概述污水源热泵（Sewage Source Heat Pump，简称SSHP）是一种新型的综合性能很高的热泵系统。
它以污水为热源，利用热泵的工作原理将环境中的低温热能转化为能够提供供暖和热水所需的高温热能。
工作原理污水源热泵系统由三个主要部分组成：室内机、地源换热器和热泵机组。
其中室内机主要用于供暖或制冷；地源换热器是用来提供热源和冷源，通常埋在地下水中；热泵机组则是将地下水中低温热能转化为高温热能，供室内机使用。
热泵机组的工作原理可以分为四个主要的步骤：1.压缩环节：在热泵机组中，流体在一个封闭的系统中循环流动。
当压缩机开始工作时，它会将流体压缩至很高的压力和温度。
这个过程使流体中的低温热能转化为高温热能。
2.冷凝换热环节：经过压缩环节后，高温高压的流体进入冷凝器中，与地下水中的低温热能进行热交换，将高温高压的流体冷却，转化为高温低压的液体。
在这个过程中，地下水中的低温热能被吸收，转化为热泵机组的高温热能。
3.膨胀环节：经过冷凝换热环节后，高温低压的液体进入膨胀阀，通过闪蒸的方式使流体膨胀到低温低压液态，此时其所含的高温热能转化为低温热能。
4.蒸发换热环节：经过膨胀环节后，冷却剂进入蒸发器，与室内空气进行热交换，实现室内空气的制冷或加热。
同时，冷却剂的低温低压液态通过换热器又吸收了地下水中的低温热能，整个循环过程完成。
优缺点优点1.环保节能：污水是一种可以循环利用的再生资源，污水能够提供热源，不仅可以达到减少环境污染，节约能源的目的，而且还能为社会提供一揽子污水处理服务。
2.稳定性强：与地源热泵等传统热泵技术相比，污水源热泵不受地质环境影响，能够保持能量稳定输出，同时也能够更加定量精准地对城市污水进行管理。
3.经济效益高：具有明显的节能效益，大幅减少了对管道燃气、暖气、空调等能源的需求，降低能源消耗和运营成本。
缺点1.污水本身不干净，因此对污水的预处理要求较高。
2.系统复杂度较高，设备选型要求高。
污水源热泵及其发展趋势分析
污水源热泵及其发展趋势分析污水源热泵是一种环保、节能、高效的新型能源系统。
它通过回收污水中的热能来完成建筑物的供暖、制冷、热水等需求，可以大大减少能源消耗和环境污染。
下面将对污水源热泵及其发展趋势作一分析。
一、污水源热泵的原理污水源热泵系统主要由四个部分组成：污水集热器、热泵主机、换热器、热供应设备。
系统的工作流程如下：1. 污水收集：将生活污水或工业废水经过预处理后，通过污水管道输送至污水源集热器。
2. 热能回收：将污水源中的热能通过换热器传递给热泵主机，然后将热能转化为供热、制冷或热水等形式，进而为建筑物提供能源。
3. 污水处理：换热后的冷污水再返回原处，通过污水处理厂进行二次处理。
4. 环保节能：能够节约能源、减少碳排放、降低空气和水质污染等。
污水源热泵有很多显著的优点：1. 高效节能：通过回收污水源中的热能，而不是将热能传递到空气、地下水或地面上，能够大大提高能源利用率，达到节能的目的。
2. 环保减排：能够降低建筑物的碳排放量，减少对环境的污染。
3. 良好的经济效益：通过利用废水来提供能源，不仅可以大幅度降低使用成本，而且还能获得政府的补贴。
4. 安全可靠：相比于传统采暖方式，热泵的运行更加安全可靠，不会对人身安全构成威胁。
1. 认识不断加深。
由于污水源热泵是一项较新的技术，在国内还处于起步阶段。
但近年来，随着各地能源节约和环保政策的加强，人们对这一技术认识越来越深。
2. 技术不断优化。
虽然该技术的应用范围很广，但在目前的实践中也存在一些问题，例如污水处理难度较大、对系统的稳定性要求高等，技术上的升级和优化可以进一步提高系统的运转效率和稳定性，并推广应用。
3. 市场需求不断增长。
由于污水源热泵在节能和环保方面有着显著的优势，因此市场需求越来越大，特别是在工业和城市居民区等区域的供暖与热水方面。
4. 技术应用不断扩大。
污水源热泵的应用范围正在不断扩大，从单一的建筑物使用，逐渐扩展到集中供热、商业和工业领域。
污水源热泵及其发展趋势分析
污水源热泵及其发展趋势分析
污水源热泵是一种利用城市污水资源进行测量和供热的技术，具有节能、环保、经济等优势。
本文将对污水源热泵及其发展趋势进行分析。
一、污水源热泵的原理和特点：
污水源热泵系统是利用城市污水中所蕴含的热能，通过换热器将污水中的热能传递给工质，使其处于高温高压状态，然后通过膨胀阀将高温高压工质进行减压膨胀，制冷剂吸收污水的热量，再将冷却剂传递给蒸汽压缩机进行压缩，从而形成循环过程。
污水源热泵系统既可以供给热水，又可以提供制冷，具有很高的能量利用率。
污水源热泵的特点主要有以下几点：
1. 环保节能：污水源热泵系统利用低品质能源进行热能转化，既减少了矿产能源的消耗，又避免了对环境的污染，是一种非常环保节能的供热方式。
2. 适用范围广：污水源热泵系统可以适用于各种规模的建筑物供热，无论是单户住宅还是大型商业建筑，都可以通过污水源热泵系统来获得供热和制冷服务。
3. 运行稳定可靠：污水源热泵系统采用先进的控制技术，运行稳定可靠。
由于污水的稳定性较强，可以保证系统的供热效果不受影响。
4. 经济效益明显：由于污水源热泵系统具有很高的能量利用率，相对于传统的供热方式来说，其节能效益明显，可以降低用户的能源消费成本。
污水源热泵是一种具有广阔市场前景和良好发展潜力的热泵技术。
随着技术的创新和市场需求的增加，相信污水源热泵系统将会在未来得到更加广泛的应用。
我厂污水源热泵能效分析
我厂污水源热泵能效分析一、研究背景污水源热泵系统是一种可以利用中水既可供热又可制冷的高效节能空调系统。
水源热泵通过输入少量的高品位能源（如电能），实现低温位热能向高温位热能的转移。
水源热泵机组工作原理就是在夏季将建筑物中的热量转移到水源中，由于水源温度低，所以可以高效地带走热量，而冬季，则从水源中提取能量，由热泵原理通过空气或水作为制冷剂提升温度后送到建筑物中。
通常水源热泵的电能与热能比为1:4。
我厂的污水源热泵采用的是开式系统，开式系统是指污水经过换热器直接排放的系统。
我厂原冬季供暖采用2t燃油锅炉供暖方式，末端采用钢制暖气片，出水温度85℃，室内温度16℃，车间温度0-5℃。
现改为水源热泵机组进行供暖及制冷，位于体育馆北侧，设计供暖面积为9000 m2，设计制冷面积为3000m2。
供暖时水源热泵机组运行的设定温度为45℃，室温为18℃，车间温度5-10℃。
二、污水源热泵的原理污水源热泵的水源取水点为1#线出水口，此处安装有2台15kw的上海凯泉生产的潜水泵，流量50 m3/h，扬程34 m，这两台泵是生产运行稳定时的取水泵。
同时在1# 线4#澄清池安装有两台15kw的潜水泵，流量50m3/h，扬程34 m，这两台潜水泵是作为备用取水泵使用，当停产或减产时可以抽取池中水源。
经取水泵提取的水通过管道输送到水源热泵房内与板式换热器进行能量交换，交换后的水直接排放到下水道内。
板式换热器通过提取潜水泵提供的污水中的能量与冷冻水循环泵提供的自来水进行能量交换，冷冻水循环泵将板式换热器提取能量后的水源供给水源热泵机组，污水将板式换热器中的能量带走排放。
板式换热器为阿拉法拉生产，换热器换热量为470kw、换热面积为74.2 m 2，流道宽12mm，板片厚度为0.5mm，流量为87 m 3/h，共两台，每台换热器可供机组单台运行时所需的制冷/制热量。
冷冻水循环水泵采用上海凯泉生产的管道泵，电机功率为7.5kw，流量93 m3/h，扬程17.4m，共3台。
污水源热泵及其发展趋势分析
污水源热泵及其发展趋势分析
污水源热泵是一种利用污水源能量进行热水供应的热泵系统。
其原理是通过将污水中的热能提取出来，通过热泵循环系统进行加热或制冷。
污水资源丰富，具有较高的能量密度，可以为热泵系统提供稳定可靠的能源，因此污水源热泵在热水供应领域具有广阔的应用前景。
目前，污水源热泵已经在一些城市和工业区得到了应用，并取得了一定的成效。
具体应用形式包括将污水直接作为热能源，通过提取污水中的热能来进行供热或制冷；或是将污水与其他能源（如地热、太阳能等）进行混合利用，提高系统的能源利用效率。
这些系统可以用于家庭、商业和工业用途，可以为居民和企业提供稳定、可靠、环保的热水供应。
目前的污水源热泵系统还存在一些问题和挑战。
污水的温度和浓度变化较大，这对系统的稳定性和热能提取效率提出了要求。
污水中含有大量的杂质和有害物质，如污渣、病菌等，对系统的运行和热交换器的使用寿命造成了一定的影响。
为了克服以上挑战，污水源热泵系统需要不断进行技术升级和改进。
需要改进热泵循环系统的设计，以适应污水的温度和浓度变化。
需要研发新型的热交换器材料和技术，提高系统的热交换效率并减少对系统的污染和损坏。
还可以通过装置预处理系统，对污水进行初步处理，减少对系统的影响。
随着环保意识的不断增强和政策的支持，污水源热泵系统的发展前景依然广阔。
政府可以出台相关政策，鼓励和支持绿色能源的发展和应用。
科研机构和企业可以加大研发投入，推动热泵技术的创新和推广，并加强与国外先进技术的交流与合作。
通过共同努力，污水源热泵系统有望成为热水供应领域的重要技术，为建设节能环保的社会做出贡献。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
污水源热泵系统介绍供热空调的能源消耗占社会总能耗的比例大达30%，而环境污染的20%也是由供热空调燃煤引起的。
因此，采用热泵技术，开发低位的、可再生的清洁能源用于建筑物的供热空调意义重大，是建筑节能减排的有效途径之一。
这些能源包括：大气、土壤、地下水、地表水、工业余热及城市污水等等。
其中污水在数量（水量）、质量（水温）及分布规律上（地理位置）具有明显优势。
预计2010年我国污水排放量达720亿t/a，水温全年在10-25℃之间，按开发50%的水量计算，可供热空调的面积至少在5亿㎡以上。
另外，原生污水均匀地分布在城市地下空间，为因地制宜地有效利用及建设分散式的热泵供热空调系统创造了有利条件。
而地表水源在南方水源丰富的地区以及沿海城市更具有广阔的应用前景。
1 热泵原理各类低位的清洁能源利用是通过热泵技术实现的。
热泵空调技术是根据逆卡诺循环原理，将低温热源或低位能源（如城市污水、地下水等）中的低品位热能进行回收，转换为高品位热能的一种节能与环保性技术，利用这项技术的逆过程同时还可以达到制冷的目的，是以存在合适的低位能源为必要条件的。
3-膨胀阀图1 热泵工作原理示意图图1示意了一种水源热泵向建筑物供热的工作原理。
所谓水源热泵，就是指以环境中的水（污水、地表水、地下水等）作为热源。
热泵工质（例如氟利昂）在压缩机1的驱动下，在压缩机1、冷凝器2、膨胀装置3、蒸发器4几个主要部件中循环运动。
工质的热力性质决定了蒸发器中的工质温度可以保持在例如2℃（称为蒸发温度）左右，而冷凝器中则为60℃（称为冷凝温度）左右。
这里的水源虽然在冬季可能仅为11℃，但却可以作为热泵系统的热源，因为当将它引入温度为2℃的蒸发器时，它必然要把自身中的热能（称为内能）交给机组，变为例如6℃排放出去。
获取了水源热能的工质被压缩机压缩到例如60℃，在冷凝器中加热来自建筑物的系统循环水，由该水将热量带到建筑物的散热设备中。
总的来看，热泵能够从常温或低温（11℃）的环境中提取热量，以较高的温度（50℃）向建筑物供热。
过程中机组每消耗1份高位能源（例如电能），能够从环境中提取3份以上的温差热量，建筑物实际可以得到的热量则为4份以上。
然而热泵技术应用的关键问题已不是热泵机组的效率有多高，而是需要有合适的低位能源或低温热源，以及整个系统的全面高效低能耗运行，以保证节能性。
2 污水源热泵污水热泵是以污水（包括地表水）作为低温热源，利用热泵技术回收或提取污水中的低温热能，其中污水包括市政管网中未处理的原生污水、污水处理厂已处理污水，地表水包括江河湖水、海水及污水处理后的再生水。
由于污水及地表水的水质条件较差，利用过程中又是开式循环，悬浮物和杂质成迅速的累积过程，因此提取热量时需要解决防堵、防垢及低能耗运行等一系列可能影响到系统的运行效果、运行维护、投资、运行费的相关问题。
2.1 污水特性2.1.1 污水源流量特性—量大且稳定我国主要城市日污水排放量极其可满足供暖面积注：△t=5℃2.1.2污水温度特性—冬暖夏凉冬季，即使在严寒地区，污水温度也在10－18 ℃以上，是丰富的热源；夏季污水温度20－28 ℃，是废热理想的排放处。
2.1.3 科学能源配置的需求城市污水分布与人口及城市工业化程度基本成正比，将城市污水作为一种新能源，在优化能源结构的同时，还能有效缓解能源缺乏及分布不均匀的问题。
2.2 污水源热泵系统优势高效节能该项目消耗约25%的电能即可提取75%以上的污水热能，得到100%的供热热能，系统能耗模式如图2所示。
使电能的利用率提高到4倍，若按火力发电0.33的效率计算，系统的一次能源利用率高达1.33，再高效的锅炉效率也在0.9以下，考虑辅助能耗及热损耗，污水热泵空调系统的一次能源的节能幅度达45%以上。
.另外，就具体项目本身而言，由于一套系统冬夏两用，全年供应卫生热水，具有显著的经济效益。
较燃煤锅炉加冷水机组、城市热网加冷水机组、直燃机组等供热空调方式相比，节省初投资及运行费用均在25%以上。
图2 污水热泵供热空调系统能耗模式示意图经济环保系统70%以上的能量是来自于大自然或废弃物，无须“付费”，30%以下的能量来自耗电，不污染环境，不消耗任何水源，不向空气中排放任何有害气体。
同时，CO2、NOx、SO2及粉尘的排放量也相应减少45%以上。
效果稳定全年污水的温度相对稳定，受环境温度的影响很小，因此其制冷制热效果稳定安全可靠可靠的保护系统、监护系统，没有任何安全隐患一机三用供暖、供冷、供生活热水，一套系统可以代替原来的锅炉+空调两套装置初投资低较地下水源、土壤源以及其他常规系统，初投资要低2.3 污水源热泵特点污水作为低位热源或冷源有三个明显的特点，即“防堵塞”、“非清洁”与“小温差”换热，这三个特点都集中在污水循环子系统内，妥善地解决好污水循环是系统的关键换热技术，而三个循环子系统的合理有效匹配是保证系统高效低能耗运行的另外一个关键配置技术。
2.3.1防堵塞。
未处理原生污水中含有大尺度悬浮物，包括纤维状的发丝类、纸屑类、藻状类，普通的换热设备是根本无法承受的。
而实践证明：已处理污水和地表水中的悬浮物含量相对较少，尽管与未处理原水不在同一数量级，但随着运行时间增长，堵塞问题也立即突现，原水的堵塞时间为1~3d，而地表水则为7~10d。
图3是未处理原生污水的堵塞现象，图4是已处理污水的堵塞状况。
图3 未处理原生污水的堵塞现象图4 已处理污水的堵塞状况2.3.2 非清洁。
污水（未处理原生水）中含有大量的小尺度悬浮固体、油类，以及溶解与非溶解化合物，很容易造成换热面的“瞬时污染”（2~3d），换热器内换热面上的软垢增长速度快，成分复杂（油膜、生物膜、颗粒等粘泥），严重地增大热阻，降低传热效果，并增大流动阻力，使流量减少，换热工况严重恶化。
已处理污水与地表水（江河湖海水）属同类，与未处理原水相比，相对清洁，但水源的利用为开式循环，小时流量数百至上千立方米，污染成迅速的累积过程，易“短时污染”（7~10d），因此对热泵系统或换热过程也是“非清洁”的水源。
图5 某污水源热泵工程换热器热热量衰减幅度图2.3.3 小温差。
我国大部分地区的冬季时段，污水水温15℃以下，地表水7℃以下，渤海与黄海近海域水温3℃左右，提取水源的显热热能温差在2~6℃范围内。
这使得换热设备的传热温差非常小，例如污水15℃降至10℃，中介介质由6℃升至11℃，则平均传热温差4℃左右；若海水由3℃降至0℃，中介介质由-2℃升至1℃，则平均传热温差2℃左右。
如此小的取热温差，要求的水源水量则很大，对“非清洁”引起的污染问题就更不利。
而更小的传热温差，则需要增大换热面积或换热设备的数量，这不仅加大系统的建设投资，而且又增加了换热器的维护工作量。
防堵塞是系统的基本功能要求，污水循环若不具备防堵的能力，则系统根本不能运行，而非清洁则需要防污垢，防污垢与小温差换热直接影响到系统的经济性和维护操作的难易程度与工作量。
3 污水源热泵发展历程2003年我国第一套间接式污水源热泵系统在哈尔滨望江宾馆成功应用，至此间接式污水源热泵系统步入了人们的视野。
现在市场上绝大部分的污水源系统都为间接式的。
随着污水源技术的发展，2009年世界上第一套直接式污水源热泵系统在北京悦都酒店成功投入使用。
3.1 间接式污水源热泵系统即污水通过中间换热装置，将热量传递给清水（中介水），再将清水（中介水）输送到热泵机组中进行换热的系统。
间接式污水源热泵系统分为两种，第一种为防阻机+壳管换热器（或宽-宽板式换热器）+热泵机组，第二种为智能自清防堵塞热能采集器+热泵机组3.1.1防阻机+壳管换热器（或宽-宽板式换热器）+热泵机组间接式污水源热泵系统第一种系统配置：一级污水泵+防阻机+二级污水泵+污水专用壳管式换热器+中介水泵+热泵机组优点：污水不直接进入热泵机组，从而避免了热泵机组的堵塞缺点：1、由于设备配置比较多，系统设计和安装都相对复杂；2、初投资高，机房占地面积大；3、由于有了中间换热装置，致使热泵机组的能效比降低；4、由于存在了3台水泵，使整个系统的耗功增加，系统能效比降低。
第二种系统配置：一级污水泵+防阻机+二级污水泵+宽-宽流道式污水专用板式换热器+中介水泵+热泵机组优点：1、污水不直接进入热泵机组，从而避免了热泵机组的堵塞；2、由于板式换热器的换热系数高，其占地面积相对于壳管换热器小。
缺点：1、由于设备配置比较多，系统设计和安装都相对复杂；2、初投资高，机房占地面积大；3、由于有了中间换热装置，致使热泵机组的能效比降低；4、由于存在了3台水泵，使整个系统的耗功增加，系统能效比降低。
推荐期：技术研发初期推荐3.1.2 智能自清防堵塞热能采集器+热泵机组间接式污水源热泵系统系统配置：污水提升泵+原生污水智能自清式热能采集器+中介水泵+热泵机组优点：1、污水不直接进入热泵机组，从而避免了热泵机组的堵塞；2、由于减少了防阻机和二级污水泵，其占地面积相对于防阻机式间接式污水源系统小。
3、减少了二级污水泵，其系统能效比相对于防阻机式间接式污水源系统高。
缺点：1、由于设备配置比较多，系统设计和安装都相对复杂；2、初投资高，机房占地面积大；3、由于有了中间换热装置，致使热泵机组的能效比降低；推荐期：技术研发中期推荐3.2直接式污水源热泵系统即污水不通过中间换热装置，直接进入专用的污水源热泵机组进行换热的系统。
系统配置：一级污水泵+防阻机+二级污水泵+原生污水专用热泵机组原生污水由一级污水泵提升，经过智能污水防阻机过滤后，进入原生污水专用热泵机组；在机组提温（或降温）后，流经污水防阻机并携带污杂物回到污水干渠。
优点：1、设备配置少，系统配置简单；2、节省了换热器的投入，减小设备占地面积，并降低机房初次投资费用和运行费用；3、避免了二次换热时热量损失，提高了系统能效比；4、机组冷热工况的转换是通过冷媒切换完成，省去了管线切换的安装费用，并解决了使用端与污水系统污染的问题。
推荐期：技术成熟期重点推荐4 污水源专利产品介绍4.1 防阻机第一代防阻机是从哈尔滨望江宾馆的污水采集发展而来，其原理是过滤面连续再生。
图6 望江宾馆干渠取水点图7 过滤面连续再生原理图图8 第一代防阻机图9 第一代防阻机原理图随着污水源技术的不断发展，北京瑞宝利热能有限公司已经将污水防阻机发展到第七代智能防阻机。
第3代：混水、混温第5代：消除了混水、混温，智能自控；但是体积大，耗功大，过滤精度不高第6代：体积小、无混水、智能自控、过滤精度高，但是耗功大(与第7代相比）第7代：耗功小、体积小、无混水、智能自控、过滤精度高4.1.1 第七代智能防阻机概况第七代智能污水防阻机主要解决原生污水直接进行换热存在污水中的污杂物堵塞换热管这一技术难题。