污水源热泵技术特点及应用

应用技术China science and Technology Revit污水源热泵技术特点及应用张红宇(沈阳中天环保自控工程有限公司辽宁沈阳110001)[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和性能特点及应用,并通过系列同类产品的对比分析,证明采用污水源热泵不仅可以减少能源和水资源的消耗,且在未来具有较大的经济和社会效益。[关键词]污水源热泵供暖制冷中图分类号:T831文献标识码:A文章编号:1009-914X(2010)180332引喜户节约30%~40%的供热制冷空调运行费用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2.3节能布在空气、土壤、地下水、地表水、生活污水、工业废水之中。能源设计良好的水源热泵机组,与空气源热泵相比,可以减少30%的电力消的紧张,让我们开始对这些低品位能源有了更多的关注。它们中有许多都是耗。与电供暖相比,可以减少70%以上的电力消耗。所以水源热泵在节能的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同时,还减少和降低了发电时一次能源消耗中产生的污染排放和温室效用。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24一机多用节省固定投资凉,在采暖季和制冷季水温都能保证变化不大,受气候影响较小,同时污水的水利用一套设备既可制冷,也可供热和提供生活热水。对空调系统来说,由量稳定,是污水源热泵的理想热源于提供2种热源,可节省一次性投资,其总资额近仅为传统空调系统的70%本文通过对污水源热泵一系列的分析对比进一步论证了污水源热泵的技80%术和经济优势,为推广其在制冷和制热中的应用,优化资源配置提供依据2.5运行稳定、可靠,维护方便1污水源热泵的工作原理污水水体的温度一年四季较稳定,其波动的范围远远小于空气温度的变污水源热泵就是以城市污水为提取和储存能量的冷、热源,借助压缩机化,是很好的热泵热源及热汇。水体温度较恒定的特性,使热泵机组运行更可系统,消耗少量电能,在冬季把存于水中的低位热能“提取”出来,为用户供靠更稳定,其温度特性与保证了系统的高效性和经济性,不存在空气源热泵的热,夏季则把室内的热量“提取”出来,释放到水中,从而降低室温,达到制冬季除霜等难点问题。由于系统简单、机组部件小及运行简单稳定,相对维冷的效果。根据污水和热泵中的热交换器是否直接进行热交换,污水源热泵护费用也低,使用寿命可长达20年以上。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2.6应用范围广泛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。污水热泵间据统计,我国现每年排放城市生活污水约1050亿吨左右,按温度升高或降泵进行热交换,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建筑供热和制冷,可广泛应用于宾馆、办公楼、学校商场、住宅小区的率高,节能效果比增加一次換热要好,一般直接利用方式的节能率比间接利用集中供热制冷,以及其他商业和工业建筑空调,并可用于游泳池、乳制品加式高7%左右。工、啤酒酿造、室内种植和恒温养殖等行业污水源热泵的工作流程如图1所示。冬季热泵循环流程以实线标出,压3污水源热泵与其他同类产品对比缩机排出的高温高压制冷剂气体在换热器II中冷凝放热(为空调循环水加污水源热泵比燃煤锅炉环保,污染物的排放比空气源热泵减少40%以热),经膨胀阀降压降温后,在换热器I中蒸发吸收污水的热能。夏季制冷循比电供热减少70%以上。它节省能源,比电锅炉加热节省2/3以上的电能,比环流程以虚线标出,此时换热器I作为冷凝器将废热排给污水,换热器I1作燃煤锅炉节省1/2以上的燃料。由于污水源热泵的热源温度全年较为稳定为蒸发器,为空调循环水提供冷源。在制热过程中,压缩机消耗一定量高位电其制冷、制热系数比传统的空气源热泵高出40%左右,其运行费用仅为普通能,加上蒸发器吸收污水的低位热能输出的高位热能在数量上等于压缩机耗中央空调的30%~55%。能的总和。污水源热泵在夏季将污水作为热汇、冬季作为热源,开辟了污水从设备投资方面看:污水热能利用系统最少,为地下水热泵系统的84资源利用的新途径。10%,为燃气+空冷空调系统的77.08%:污水热能利用系统的设备投资为地下水水源热泵系统的81.32%,为燃气+空冷空调系统的227.08%?从年运行费用上看:燃气+空冷空调系统的运行费用最高地下水水源热空调用水泵系统次之,污水水源热泵系统为最低,3种供能方式的年运行成本以污水热能系统最低,仅为燃气+空冷空调系统的46.19%,为地下水热泵系统的72.压缩机50%在投资有效期内(按20年考虑),综合比较3种方案的费用,污水水源热泵系统的总运行费用大约是地下水水源热泵系统的70%左右,是燃气+空冷空○调系统运行费用的45%左右。由此可见,污水水源热泵系统比其它两方案更具经济性。总的来说,污水热能利用系统的经济性是十分显著的污水源热泵集制冷与供热于一体,是一种节能、经济、环保的供热方案。从经济效益、节能和环保等环保方面综合考虑,在我们污水资源丰富的污水地区,应充分利用污水源热泵进行区域供热参考文献换热I[]王宏哲城市污水热能利用的探讨[J.环境保护,2001,26(1):44-452]李业峰陈平利用热泵技术回收城市污水中的热泵[J.可再生能源,图1水源热泵工作原理图2002,(6):23-24.2污水源热泵的性能特点[3]周文忠、李建光、涂光备.污水源热泵系统和污水冷热利用前景2.1环保效益显著分析[J].暖通空调,2004.34(8):25-29.热泵机组的运行没有任何污染,没有燃烧过程,避免了排烟染。供冷时省去了冷却水塔,避免了冷却塔的噪音,霉菌污染及水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,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彩响,水资源的作用2.2高效污水源热泵机组可利用的水体温度冬季为10~20℃,水体温度比环境空气温度低所以制冷的冷凝温庋降低,使得冷却效果好于风冷式和冷却塔式,机组效率提高,根据美国环保署EPA估计,安装良好的水源热泵,平均可以为用