1、污水源热泵与中央空调技术原理及优势摘要：城市污水源热泵与中央空调技术始于北欧诸国，是我国当前各类热泵技术中发展和应用前景最被看好的一类技术，节能减排效果显著。本文主要介绍了污水源热泵中央空调系统的工作原理、优势以及运行时的影响因素和解决办法。 关键字：城市污水、污水源热泵与中央空调技术、热能利用 中图分类号：F291.1 文献标识码：A 文章编号： 前言：能源和环境问题是当今世界各国面临的重大社会问题之一。能源是人类社会生存和发展的物质基础，中国作为一个能源消耗大国，能源相对匮乏，随着科学技术和人类生活水平的提高，城市污水排放也在日益增多，环境污染越来越成为世界各个国家的共同课题之一。用热泵系
2、统回收城市污水中的热能，既开发了一种清洁能源，同时又降低了城市废热的排放，保护了环境。开展城市污水热能利用技术的研究，是一项具有节能和环保意义的应用技术研究。 1.污水源热泵与中央空调技术原理 冬季处理后的污水通过板式换热器和热泵机组循环介质进行换热后，热泵机组将热量传递给污水，使得介质温度升高，热泵将热量传给蓄冷池，通过蓄热池将水传递给空调机，使得室内温度升高；夏季城市污水经过分离、转化处理，进入污水储水池，处理后的污水通过板式换热器和热泵机组循环介质进行换热后，热泵机组将冷量穿递给污水，使得介质温度降低，热泵将冷量传给蓄冷池，通过蓄冷池将水传递给空调机，使得室内温度降低，以达到夏季空调的效
3、果。 2污水源热泵与中央空调技术的优势 1）经济时用性高：污水源热泵与其它热泵及传统空调技术相比，有较高的经济时用性。根据能源工程项目中最常用的技术经济分析方法对其经济性进行对比分析。 （1)初投资的比较：初投资计算中包括了从冷热源到管网到末端装置的所有投资项，材料分析知，单纯从供暖的角度， 使用污水源热泵时，其供热初投资是最高的， 但是当和制冷相结合时， 由于污水源热泵可以一机两用， 因此其总初投资在这几个方案中是最小的。因此，在同时需要供热和制冷的场合， 污水源热泵是一个很好的选择。 （2）成本的比较：电价 0. 5 元/ ( kW# h) ， 各种燃料的热值及价格见下表 1: 燃料的热值
4、和价格表表一 成本的比较包括供热成本的比较、制冷成本的比较和总成本的比较：a.暖成本比较，使用燃煤锅炉进行供暖时， 其成本最低。其次是污水源热泵、燃气锅炉、燃油锅炉， 电锅炉的年供暖成本最高；b 冷年成本的比较， 污水源热泵的运行成本要低于单体空调的运行成本， 这是因为我们选取的单体空调的制冷系数要低于污水源热泵的制冷系数。其制冷系数为 4. 6，单体空调为 2.9；c.成本的比较，几个方案中， 年总成本还是燃煤锅炉+ 空调的方案最低， 其次是污水源热泵、燃气、燃油锅炉+ 空调， 电锅炉+ 空调系统的年总成本仍然是最高。 2）运行稳定：安全可靠的污水的温度四季相对稳定，其波动范围远远小于室外气
5、温的波动，不像空气热泵受环境因素影响较大，污水源热泵机组运行可靠稳定。污水源热泵系统使用电能驱动热泵，吸收污水热量（或向污水排放热量） ，无须燃烧设备，从而不存在爆炸、燃烧等隐患。3）低碳环保：污水源热泵空调系统与空气源热泵相比排入环境的CO2、NOx 量少， 据有关资料介绍， 以污水为热源的系统， 与空气源热泵系统相比， CO2 的排放量，集中空调系统可减少 40% 51%，分散空调系统可减少 13% ；NOx 的排放量集中空调系统可减少 36% 49% ， 分散空调系统可减少 13%、CO2、SO2、NOx、粉尘等污染物的排放量的减少，具有显著的减少大气污染、减少温室气体排放的环境效益，起
6、到了低碳环保的效果，顺应了社会发展的需求。 4）节能：污水源热泵中央空调技术的节能效果，首先表现在一次能源利用效率上。由于城市污水温度比室外空气温度、地下/表水温度、土壤温度、海水温度等更有利于减小热泵制冷热力循环温区，从而使得污水源热泵空调技术的制热和制冷性能都高于其它热泵系统，其节能效果和运行费用也较其它冷热源具有更大的优势，它比电锅炉加热节省 2/3以上的电能，比燃煤锅炉节省 1/2 以上的燃料， 。其次体现在节约空调冷却水方面。在夏季空调运行时，由于污水源热泵空调技术不需要常规空调冷却塔，而采用城市污水直接或间接带走热泵机组在实现建筑空调降温时所产生的大量冷凝热，从而节省了大量的冷却水
7、资源，具有显著的节约水资源的效果。 5）寿命长且可一机多用：维护费用低，该系统主机设备设计使用寿命长达 25 年，污水防阻机和污水换热器寿命长达 20 年以上，系统不设室外机，不设冷却塔，设备维修简单，费用低，正常使用条件下仅需每个冷暖季的正常情况维护即可。占地小系统一机多用，一套系统可以代替原来的锅炉加空调两套装置。可以实现供暖、供冷、供生活热水三个功能。机房占地面积只是燃煤锅的 1/3，为燃气机组的 1/2。 3.结语 污水处理厂出水量大，水质稳定，常年温度在 1325，城市污水源热泵中央空调技术正是利用这一特点进行制冷制热。该套装置具有热量输出稳定、COP 值高、换热效果好、机组结构紧凑等优点，是实现污水资源化的有效途径。因此，污水源热泵有着广阔的应用前景，但其使用还需解决以下问题：清洁技术的选择、系统形式的选择、污水源水温、流量的问题以及其保证性和经济性问题。 参考文献： 1 张君.污水源热泵区域供能系统运行特性及热经济性研究 J. 青岛理工大学，2011. 2 崔福义，李晓明，周红. 污水源热泵供热空调的技术经济分析J.节能技术，2005 3 吴荣华，孙德兴，张成虎等. 城市污水源热泵的应用与研究现状J. 哈尔滨工业大学学报，2006 作者简介：韩东升性别：男出生年月：1991 年 4 月；籍贯：陕西延安；长安大学环工学院本科生；专业：给水排水。
