直接式污水源热泵系统技术优势与新进展

城 市污 水源 热泵 系统 可分 为直 接式 与 间接式 两 类 。若 污水 直接 进入 热泵 机组 的蒸 发器 或冷 凝器 换 热则 为 直接式 系 统 ， 污水 先 与 中介 水换 热 ， 若 中介 水
再 进入 热泵 机组 则 为间接 式系统 。本 文从 多年 工程 经验 总结 和研究 成 果 分析 出发 ， 绍 直 接式 污 水 源 介 热 泵 的构成 、 分类 ， 间接 式 系 统 的对 比优 势 ， 与 以及
赖程 度高 。
根 据污 水源 的水 质不 同 ， 可 以划 分 为两大类 ： 也 原 生污 水直 接式 热泵 系统 和二级 污水 直接 式污水 源
热 泵 系统 。
（ ） 生 污 水 水 质 恶 劣 ， 易 堵 塞 蒸 发／ 凝 １原 容 冷 器， 因此 必须配 备有效 的前 置 过滤 装置 ， 且污 水流 而 道 尺寸 要有所 增大 。
间接式机 组换 热器 的传 热 系数 ；
式 中 Ｋ—— 直接 式机 组换热 器 的传热 系数 ；
Ａ— —直 接式 机组换 热器 的换 热 面积 ；
￡— —直 接式 机组 的蒸 发温度 ；
— —
低 ９ ～１％ 以上 。热 泵 机 组 效 率 得 以很 大 提 高 ， ％ ５
Ｋ—— 污 水换 热器 的传热 系数 ；
Ａ —— 污水换 热 器的换 热 面积 。
２ １ 关 于传热 系数 的 比对 ．
定 量分 析 ， 直接 式 与间接式 进 行对 比分析 ， 将 前 提是二 者 的换 热 量 相 同 ， 两种 系 统 的污水 进 出 口温
度和平 均温 度相 同 。在此前 提下 不难 看 出换 热 器面 积之 间存 在如 下关 系
进展。 关键词： 污水 ； 泵 ； 热 直接 式 ； 新进展
中图分 类号 ： Ｑ ５ ． Ｔ ０ １５
文献 标识 码 ： Ａ
文章 编号 ：０ ２— ３ ９（ ０ ２ ４— ３ ７— ５ １０ ６ ３ ２ １ ）０ ０ ０ ０
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泵 系统 的构 成 ， 分析 了各 种 直接 式 污 水源热 泵 系统形 式 的特 点和应 用要 点 ， 并将 之 与 间接 式 系统进
行 了全 面 的技 术 经 济性对 比 分析 ， 出 了直接 式 系统 的 巨大优 势 。在 总结 间接 式 污水 源 热 泵 系统 指 技 术储 备 及 其对 直接 式 系统 的 发 展 贡 献 基 础 上 ， 绍 了我 国 直接 式 污水 源热 泵 系统技 术 的 最 新 介
有 不 同的特 点和要 求 ：
（） １ 对供 热 而 言 ， 汽压 缩 式 热 泵 系 统 对 污 水 蒸 量 依 赖严重 ； 而吸收式 所需 污水量 较小 ， 系统稳定 性
良好 。
来自百度文库
（ ） 制 冷 而 言 ， 化 锂 吸 收 式 热 泵 系统 夏 季 ２对 溴 所需 污水 流量 较大 ， 系统 稳 定性 对 水 源 稳 定性 的依
第３ ０卷 ， 总第 １４期 ７ ２１ ０ ２年 ７月 ， ４期 第
《节 能 技 术 》
ＥＮＥＲＧＹ ＣＯＮＳ ＥＲＶＡＴＩ ＯＮ ＴＥＣＨ ＮＯＬＯＧＹ
Ｖｏ． ０， ｕ ． ．１ ４ １ ３ Ｓ ｍ Ｎｏ ７
Ｊ ｌ ． ０ ２， ｏ ４ ｕｙ ２ １ Ｎ ．
直 接 式 污 水 源热 泵 系统 技 术优 势 与新 进 展
段万 军 马世 君 丁力群 张 承虎 。 ， ，
（ ． 阳浑 南热力 有 限责任公 司 ， 宁 沈 阳 １０ ０ ；． 尔滨工业 大 学 ， １沈 辽 １０ ４２ 哈 黑龙 江
摘
哈 尔滨
１０９ ） ５ ００
要： 直接 式 污水源 热泵技 术是 未来 污水 源热 泵 的主 导 方 向。本 文介 绍 了直接 式 污水 源热
— —
污水 进 口温度 ；
—
—
。
污 水 出 口温度 ；
（） ３ 获取 同样 多 的热 量 ， 需 的 污水 量 可 减 小 所 倍 左右 。一般来 说 ， 直接 式 比间 接 式可 利 用 的 空
△ ——污水换热器平均传热温差 ， 一般 为
４ ～５ Ｃ ： ｑ
间大 ３～ ℃ 。 ５
带来节 能 减排 的更 大效果 。 （） ２ 省去 了污水 换 热器 及 相 应 的 中介水 循 环水 泵， 机房 占地 面积 减少 ， 不仅 大大 降低 了土建 和设备 初 投资 ， 而且 也减 少水 泵能耗 。
一
Ａ — — 间接式 机组 换热 器 的换热 面积 ； ￡ —— 间接 式机 组 的蒸发 温度 ；
冷凝器
４ Ｋ 一Ａ －ｔｌ ｅ
热管 的厚度 要大 ， 材质要 好 ， 造价 要高 。 （） ３ 原生 污水 对换 热 面 的 软垢 污染 和 软垢 热 阻
也 要 比二级 排放 污 水 大很 多 ， 因此 原 生 污 水换 热 管 内流 速要 高 、 热 面积要 大 。 换
就 目前 的 发展 情 况来 看 ， 汽 压缩 式 的二级 排 蒸
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放污 水源 直接 式热 泵 技 术 发 展 和应 用 较 早也 较 好 ， 在 一些 污水 处理 厂 内已有一 些小 型工程 实践 。
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２ 直 接 式 系统 与 间接 式 系统 的 比对 优 势
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定性分析， 直接 式 系 统与 间接式 系统 相 比有 很 大 的优 点 ， 主要是 ： （ ） 同 样 的 水 源 条 件 下 供 出 同样 多 的热 量 ， １在
蒸发 温度 可提 高 ３～ ℃左右 ， ５ 系统 总 的耗 电量 可 降
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基 金 项 目（ ０９ ３ ２ ２ｏ ３ 。 ２ｏ ２ Ｏ １０２ ）
作者 简介 ： 段万 军（ ９ ２～） 男 ， １７ ， 高级工 程师 ， 究方 向为 建筑 研 新 能源与供热 系统 。
统： 即污 水 取 排 与 换 热 子 系统 和末 端 循 环 子 系 统 。
而 间接式 系统 可分 为 ３个循 环子 系 统 ： 水 取排 与 污
（） ２ 原生 污水化 学 、 生 物成 分 复杂 ， 金 属 的 微 对
污 水干渠
污水干渠
１一 级 污 水 泵 ； 一 ２一防 阻 机 ； ３一二 级 污 水 泵 ； ４一污 水
腐 蚀性 比二级 排放 污 水 要 强 许 多 ， 因此 原 生 污 水换
换热器 ； ５一中介 水泵 ； ６一热 泵机组 ； ７一功能 切换 阀 门组 ； ８一末端 循环泵 ； ９一末 端设备 ； Ｅ一蒸 发器 ； Ｃ一
直 接式 污水 源热 泵技术 的最 新进 展 。
收 稿 日期
２１ ０ ２—０ ０ ３— ６
修 订 稿 日期
２ １ ０ ０ ０ ２— ５— ８
ｌ 直 接 式 与 间接 式 系统 的构 成 与分 类
如 图 １所示 ， 接式 系 统 可分 为 ２个 循 环子 系 直
基 金项 目： 国家 自然科 学基 金项 目（ １０ １ ５ ； ５ １８ １ ） 教育 部博 士点
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Ａｂｓｒ ｃ Ｉ ｔ ａ ｔ：ｍｍｅ ａ ｅ ｓ ｗａ ｅ ｓ ｕ ｃ ｅ ｔｐ ｍｐ ｔ ｃ ｏｏ ｅ ｄｓｔ ｅ ｄ ｍｉ ａ ｉｅ ｔｏ ｆｔ ｅ ｆ ｔ ｒ ｅ ｄｉｔ ｅ ｇ ｏ ｒ ｅ ｈ ａ ｕ ｅ ｈｎ ｌ ｇ ｌ ａ ｈ ｏ ｎ ｎｔｄ ｒ ｃｉ ｎ ｏ ｈ ｕ ｕ ｅ ｓ ｗ－ ｙ
・
３ ７ ・ ０
换热 子 系统 、 中间换 热子 系统 、 末端循 环 子系统 。简 单地 从 系统 构成来 看 ， 直接 式 系 统 较 间接 式 系 统 简
单， 没有 中介水循 环 系统 的水 泵 、 管路 、 定压补 水 、 调
节 控制 以及 污水 换热 器 。 根 据热 泵 热 力循 环 的不 同 ， 水 源热 泵 主 机可 污 分 两大类 ： 汽压 缩 式 和 溴 化 锂 吸 收 式 ， 者 具 蒸 二