污水源热泵中央空调机组工作原理

污水源热泵中央空调利用污水（生活废水、工业温水、工业设备冷却水、生产工艺排放的废温水），借助制冷循环系统，通过消耗少量的电能，在冬天将水资源中的低品质能量“汲取”出来，经管网供给室内空调、采暖系统、生活热水系统；夏天，将室内的热量带走，并释放到水中，以达到夏季空调的效果。

污水源热泵中央空调机组的特点与优势

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。

原生污水源热泵机组以原生污水为热源，冬季采集来自污水的低品位热能，借助热泵系统，通过消耗部分电能，将所取得的能量供给室内取暖；在夏季把室内的热量取出，释放到水中，以达到夏季空调的目的。它有以下特点：

1.环保效益显著

原生污水源热泵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。我国年污水排放量达464亿m，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。

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。

3.污水源参数

(1)污水水质问题

城市污水包括工业废水,工业冷却水,及生活污水,而城市二级污水是经过一级物化处理和二级生化处理,去除了污水中大量的杂质,降低了污水的腐蚀度,更有利于污水中热能提取.

(2)污水水温保障

城市污冬暖夏凉,常年温度稳定,污水水温在冬季比环境温度高15--20度,夏季温度比环境温度低10--15度.因此热泵具有良好的热源,污水源热泵利用温差在5度,因此污水源热泵完全可以在高效率运行.

(3)污水量的保证

城市污水水量的变化主要是生活污水的变化,而生活污水的出水量基本保持不变.

(4)污水换热器:

污水中含有大量油性污物,流经换热管时会产生挂膜现象,关闭黏结粘泥,从而增大换热热阻,影响换热效率,因此在设计污水换热时使污水走管程,同时设置自动反清洗装置,在换热器运行期间定时进行反冲洗,保证换热效率,提高热能利用率.

4.综合分析

(1)机组运行稳定

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。

(2)一机多用

此热泵系统可供暖、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

(3)节电

污水源热泵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.

(4)节水

污水源热泵无需设冷却塔,节约了大量水资源.

(5)运行安全

污水源热泵既可省去打井费用,又不需要抽水与回灌所需动力,也可避免因回灌而引起的水资源破坏的问题.

(6)环保效果显著

污水源热泵不需要锅炉,没有燃烧过程,不存在固体废弃物,有毒有害气体及烟尘排放问题,是环保型中央空调.

污水源热泵优势

1高效节能

污水源热泵系统具有热量输出稳定、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。污水源热泵相燃煤锅炉环保，污染物的排放比空气源热泵减少40%以上，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，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中央空调的30%~55%。

2绿色环保

该系统不需要锅炉、冷却塔等设备。没有煤、油及天然气燃烧排放物污染，无室外机，不会产生令人不适的热导效应，噪音大大低于传统空调。在冬季取暖时，利用一万吨污水为建筑物供热4个月，可减少CO2排放量5040吨。

3、寿命长，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，无需煤场、渣场，机房可以做到在线监控，无人值守.

4、一机多用，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。

5、运行稳定，安全可靠污水的温度四季相对稳定，其波动范围远远小于室外气温的波动，使得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。

6、应用广泛污水热能采集装置分为：Ⅰ型和Ⅱ型，Ⅰ型适用于对固体污杂物含量较高的城市原生污水。Ⅱ型适用于对江、河、湖、海水等含量有少量悬浮物的地表水源。

实施条件：

应用建筑须提供符合要求的电力（220V—380V），建筑物附近必须有足够的污水源，利用地表水作为冷热源时水温必须达到3℃以上。

工程实施程序：

太原炬能再生能源供热有限公司主要从事城市原生污水源、水源、土壤源热泵系统集中供热（冷）工程的设计、施工、管网安装、检修、售后维护等业务，致力于实现可再生能源在建筑方面的应用。根据用户提供的建筑图纸，污水源及地表水温度（冬季）的资料及使用要求，从技术咨询开始，进行深入细致的可行性调研，为用户出具可行性建议方案书和投资概算，在得到用户认可后，接受用户委托进行详细的施工图设计并提供施工预算，签订系统安装合同，完成系统安装，经调试验收合格后，交给用户使用。