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。

能源问题已成为举世关注的焦点。海洋作为

容量巨大的可再生能源在目前尚未得到充分的开

发。我国海岸线长达3万多公里，有众多的岛屿和

半岛。对于各沿海地区，海洋资源极为丰富。海水

源热泵空调系统将是人们关注的一个重要课题。

我国大部分海域海水温度适合水源热泵对温

度的要求。根据有关部门测定资料，青岛沿黄海冬

季海水(水面以下5 m处)在1月15～31日，其温

度不仅高于空气温度而且相当稳定。当空气温度

一6℃，海水温度在6℃左右。在夏季7月16日至8月23日，海水温度变化范围不大，在20～25℃范围内，东海南海沿海岸夏季水温在27～28℃⋯。我国漫长的海岸线，绝大水域海水均适

宜做热泵机组的冷热源，这就为海水源热泵提供了广阔的市场。

1 海水源热泵

1．1 技术难点

海水对金属尤其是黑色金属有强烈的腐蚀作

用。如何解决海水对材料的腐蚀问题，而且要简单易行，成为海水源热泵技术的关键。在材料选择上和换热器结构上要考虑海水的腐蚀性，同时采取相应防腐措施。

传统的海水机组方式一般为，海水进人换热器

前首先经过机组与海水抽水井间设置的可拆卸的钛板式换热器以解决海水对换热器腐蚀问题，这样做虽然解决了腐蚀问题，但是又带来了其他问题。一方面钛板换热器价格昂贵，其次水路系统复杂；另外，在中间换热器海水与循环水交换存在温差，在制热工况，进人蒸发器的水温降低；而在制冷工况，进人冷凝器水温提高，使制热量、制冷量降低，机组效率下降。所以如何从真正意义上解决海水的腐蚀

问题，是海水源热泵能否大量应用和推广的关键。1．2 海水源热泵机组的防腐措施

随着满液式水源热泵机组的发展，海水直接在

管程内流动，使防腐也相对容易了。用海军铜或镍黄铜作为传热管则可以比较容易解决海水腐蚀问题，而且不论制热或制冷工况均有较高的效率。

这样不论是蒸发器，还是冷凝器均可以解决海

水腐蚀问题，海水在管程内流动，传热管采用耐海水腐蚀的材料，其他和海水接触部分，如管板外侧，封头内壁也采用防腐蚀材料和相应措施，这就改变了过去所谓的海水机组在海水和机组之间加中间

换热器的传统做法，减小了传热温差，提高了机组的效率。一般，换热器管板外侧与海水接触侧采

用复合管板；换热器封头采用耐腐的铸铁件材料，内置活泼金属锌块。海水源热泵的应用

2．1 应用领域

海水源热泵机组是水源热泵的生力军，它同样

可以用于建筑物供冷、采暖和生活热水，也可用于工矿企业工艺过程用水。机组热源海水的温度，不仅影响机组的效率，而且在很大程度上决定其是否适合作机组的热源。本机组蒸发器为满液式，其蒸发温度相对干式蒸发器可以提高2℃以上，其在制

热工况对海水温度要求相应可以低一些。这就意味着，我国除一小部分水温低的海域外，其他海水温度相对较低的地区海水仍有可能用作制热运行的热源，至于制冷运行工况，全程海域水温均适用于做机组冷源。

海水温度条件主要涉及到海水最冷月和最热

月海水各层的温度，在这方面我国黄、渤海地区有很好的水温条件。海水温度最低的2月份，黄、渤海地区海水表面温度大部分区域在4～6℃以上，可以满足热泵的运行条件。夏季在水深5米处，海水温度多在20～25℃范围内，几乎全程海域温度适于机组制冷和制热对热源温度的要求。

技术的不断进步、工程实例的不断增多，海水

源热泵机组的发展前景是非常广阔的。其中的主要技术难点是如何更好地防止海水腐蚀性问题。随着满液式水源热泵机组技术的不断成熟，采用一些行之有效的防腐措施，特别是引用船用空调的一些防腐措施，都取得了很好的效果。

在国家大力倡导“能源节约型、环境友好型”的社会政策下，特别是水源热泵在全国的广泛应用，以及我国海水资源的丰富，相信海水源热泵在我国的应用会很快地发展起来

余热回收

能源是经济的命脉,随着经济的不断发展,生

活水平的不断提高,对能源的需求也将不断扩大。我国是个人口大国,人均能源占有量并不丰富,有

效合理地利用能源,最大限度发挥其作用无疑十

分必要。

有效地利用能源一方面应当节约能源,提高

能耗设备的效率,另一方面可充分挖掘余热回收

的潜力,将高品位的余热直接予以再利用,或将低

品位的余热提高能级后再予以利用。

1 高品位余热的回收

高品位的余热回收有多种途径,现以宾馆及

酒店为例加以说明。

宾馆、酒店作为高档住宿及休闲场所,其环境

的舒适程度决定了服务的档次,中央空调、卫生热水是不可缺少的。而作为提供此类功能的中央空调主机及附属设备、各种类型的热水锅炉等,其能耗几乎占到宾馆、酒店总体能耗的30 %～40 %或更高。如何在不影响宾馆、酒店正常服务功能的