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

污水源热泵空调系统的特点

污水源热泵空调系统与同类产品初投资比较

污水源热泵机系统换热组

污水源热泵技术的发展

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

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。不产生任何废渣、废水、废气和烟尘，环境效益显著。

2.高效节能

冬季，污水体温度比环境空气温度高，所以热泵循环的蒸发温度提高，能效比也提高。而夏季水体温度比环境空气温度低，所以制冷的冷凝温度降低，使得冷却效果好于风冷式和冷却塔式，机组效率提高。供暖制冷所投入的电能在1KW时可得到5KW左右的热能或冷能。能源利用效率远高于其他形式的中央空调系统。

3.运行稳定可靠

水体的温度一年四季相对稳定，其波动的范围远远小于空气的变动，是很好的热泵热源和空调冷源，水体温度较恒定的特性，使得污水源热泵机组运行更可靠、稳定，也保证了系统的高效性和经济性。不存在空气源热泵的冬季除霜等难点问题。

4.一机多用，可应用范围广

污水源热泵可供暖、空调，一机多用，一套系统可以替换原来的锅炉加空调的两套装置或系统。城市污水热泵空调系统利用城市污水，冬季取热供暖，夏季排热制冷，全年取热供应生活热水，夏季空调季节可实施部分免费生活热水供应。一套系统冬夏两用，实现三联供。

5.投资运行费用低

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仅为其他系统的50%。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。

与其他供热材料相比，污水源热泵具备的优势表现为：

与燃煤、燃气、然油等锅炉房系统相比，我国年污水排放量达464亿m3，可节省用煤量0.33亿吨，以全国年总能耗30亿吨标煤计算，达到了1.1%，若按暖通空调的一次能源消耗量10亿吨标煤计算，达3.3%。同时每年可减少排放量达72万吨。据相关统计，15万平方米供冷、供热、以及供生活热水，年可节约标煤1万吨，减排二氧化硫300吨、烟量2200万立方米、颗粒物6400吨，年少排炉渣2800吨、废水600吨。

另外，污水源热泵系统将污水热能连同热泵机组本身产生热能一并转移到室内,能效比高达4.5-6.0,能源利用率是电采暖的3-4倍, 污水源热泵与空气源热泵相比,夏季冷凝温度低,冬季蒸发温度高, 能效比和性能系数大大提高,而运行工况稳定,比传统中央空调节省30﹪-40﹪的运行费用。且污水源热泵技术系统无需设冷却塔,利用的是城市原生污水，节约了大量水资源的同时又开发创造出新的清洁型新能源。

污水源热泵空调系统与同类产品初投资比较

污水源热泵系统有良好的经济效益，与地下水源热泵、直燃机、热网+水冷机组、燃煤+水冷机组等系统相比，该系统经济优势十分明显。

1万平米初投资列表

序号　空调类型　热（冷）源设备（万元）　其他费用（万元）　合计（万元）　功能

1　污水源热泵系统　100　80　180　采暖+制冷+生活用水

2　地下水源热泵系统　80　110　190　采暖+制冷+生活用水

3　热网+水冷机组　70　150　220　采暖+制冷

4　土壤源热泵　80　160　240　采暖+制冷+生活用水

5　直燃机　120　130　250　采暖+制冷

6　燃煤+水冷机组　160　100　260　采暖+制冷10万平米初投资列表

序号　空调类型　热（冷）源设备
（万元）　其他费用
（万元）　合计（万元）　功能

1　污水源热泵系统　600　400　1000　采暖+制冷+生活用水

2　地下水源热泵系统　480　600　1080　采暖+制冷+生活用水

3　热网+水冷机组　420　800　1220　采暖+制冷

4　土壤源热泵　480　800　1280　采暖+制冷+生活用水

5　直燃机　700　650　1350　采暖+制冷

6　燃煤+水冷机组　900　500　1400　采暖+制冷1万平米运行费用列表

序号　空调类型　采暖费（120天/万元）　空调费（120天/万元）　全年合计（万元）　备注

1　污水源热泵系统　16　12　28　0.8元/度

2　地下水源热泵系统　17　13　30　0.8元/度

3　土壤源热泵　18　14　32　0.8元/度

4　直燃机　25　18　43　2.1元/立方

5　热网+水冷机组　27　20　47　0.8元/度

6　燃煤+水冷机组　36　20　56　0.8元/度10万平米运行费用列表

序号　空调类型　采暖费（120天/万元）　空调费（120天/万元）　全年合计（万元）　备注

1　污水源热泵系统　156　110　266　0.8元/度

2　地下水源热泵系统　167　116　283　0.8元/度

3　土壤源热泵　168　140　308　0.8元/度

4　直燃机　238　178　416　2.1元/立方

5　热网+水冷机组　255　189　444　0.8元/度

6　燃煤+水冷机组　344　200　544　0.8元/度

污水源热泵机系统换热组

污水源热泵系统目前在国内主要有两种应用方式

一种是利用防堵机技术把污水过滤后直接进入热泵机组，此种是对污水的直接利用，污水直接利用，进入热泵机组的热源温度较高，从理论上，系统能效比较高；但是在实际应用中，防堵机和污水热泵需要经常清洗，防堵机和热泵机组都为电气机械产品，经常堵塞、腐蚀等问题，使得的系统运行寿命降低，且清洗时，系统不能运行。

另一种污水的利用方式是，污水经过离心污水换热器，间接利用，离心污水换热器不存在堵塞及腐蚀且清洗周期较长，由于间接利用，中介质水为软化水，进入热泵机组，不影响机组的寿命，清洗周期较长。离心污水换热器工作原理 该换热技术是介于壳管式换热和板式换热之间的一种换热技术，换热技术 原理为，设计专用污水流道，解决了堵塞问题，污水在换热器内形成涡流，中介水在换热器内形成反向涡流，完全进行逆流换热，有效地提高了换热效率。产品特点换热器无需配置任何前置水处理。换热器具有效率高、抗污染、耐腐蚀且容易清洗维护的特点。 2、防堵、防垢:采用了独特的单通流道换热、保证了较大的流通换热空间、最大限度的减少了污染物的堵塞概率、同时在流道内保持合理的流速、避免污垢在换热器表面沉积。 3、高效换热:与传统壳管式换热器相比、其换热形式为纯逆流换热、换热效率高 4、维护方便：换热器不易积垢、清洗维护周期比较长、采用单通道换热、使换热器清洗工作相对比较简单,达到自清洁换热效果 5、换热器材料为碳钢时壁厚大于3.5mm，采用RHES-847涂料为雷诺特公司及合作科技机构根据国内碳钢材料换热用防腐涂层改进而来；系热固型氨基3环涂料。添加有防沉剂、铝粉及颜料，提高涂层防腐蚀与导热性能。

RHES-901涂料

该涂料是以漆钛料为基再调配合适的颜舔料的新型涂料，利用生漆中主要成分漆酚与钛化合物经化学反应后，加入适量的辅助剂，经特殊加工制成的新型漆酚钛鳌合高聚物的防腐涂料。

RHES-22涂料

该涂料具有耐酸、耐碱、耐高温、奶油、耐有机溶剂和盐溶液的特性。级防腐应对污水腐蚀问题产品应用 以城市污水、地下水、土壤、江湖湖水、油田回注、工业余热等作为冷热源；可以满足住宅、商场、写字楼、学校、医院、酒店、车站、机场等建筑制冷、制热要求；

污水源热泵技术的发展

1、国外研究应用进展

对城市污水源热泵空调系统的研究，日本、挪威、瑞典及一些其它北欧等供热发达国家比较活跃。最早起源于杨图夫斯基(前苏联)等人对河水、污水、海水的利用探讨，1978年，杨图夫斯基等人对热泵站供热与热化电站、区域锅炉房集中供热进行比较，得出热泵站供热可节省燃料20%-30%，并提出利用莫斯科河水作水源热泵站区域供热方案。1981年6月，瑞典在塞勒研究开发了第一个净化污水源热泵系统。自此发达国家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。

2、国内研究应用进展　国内应用较早、较为突出的是北京高碑店污水处理厂的二级出水。2000年，北京市排水集团在高碑店污水处理厂开发了污水源热泵实验工程，空调建筑面积900m2，这是我国最早的城市污水源热泵系统。

3 .污水源热泵的弊病 城市原生污水成分及其复杂，且不稳定，含有多种悬浮物质，絮状物，油脂，固体颗粒，以及生活垃圾，随着污水源热泵的使用越来越广泛，很多的弊病也被彰显出来，其中最重要的就是要按时把污水源热泵进行拆开来进行清洗，需要耗费大量的人力和精力，而且一般清洗时建筑物无法进行供暖制冷。一般解决办法分为两种：一个是采用化学液体或者是高压水枪进行清洗内部结构，但是由于污水源热泵的结构较为复杂，所以给清洗造成了很大的不便；另一个就是在污水源热泵前面加离心污水换热器使其构成一整套的污水源热泵系统的方法，污水换热器使用防堵塞免拆洗的离心污水换热器，这样就避免了污水源热泵的冲洗。

但是无论如何，污水源热泵的节能与环保都使得其成为现在采暖制冷的主流趋势，以后估计也会得到越来越多得普及。

4 污水源热泵在建筑领域中的应用

污水源热泵主要适合于宾馆、饭店、写字楼、工厂等建筑空调、工艺冷却、加热和制取卫生热水。北京南站属于大型的公共建筑，建筑面积约25万平米，采用污水源热泵进行改造后，每年可节电约500万度，节能环保效果非常显著。随着我国节能改造的不断深入，污水源热泵所带来的社会效益和经济效益必将十分巨大，在具备污水源条件的地区必将逐步并最终取代传统制冷制热方式。