目前暖通空調領域應用的可再生綠色能源主要有太陽能、淺層/深層地熱、空氣源熱泵系統(tǒng)等。這幾種冷熱源應用都存在一定的局限性。如淺層/深層地熱應用, -般需要鉆孔/鉆井或在t壤中埋管,施工比較復雜,而且受到項目所在地水文地質條件的制約,并有可能對水文地質造成不良影響；太陽能與日照時間及天氣變化息息相關,需要設置輔助熱源或蓄能系統(tǒng),系統(tǒng)投資較大,太陽能應用目前主要是制取生活熱水。
相對這些冷熱源,城市污水具有一定的優(yōu)勢,是更為理想的低品位冷熱源。它具有資源豐富,獲取方便,水溫相對穩(wěn)定且隨季節(jié)變化較小等特點。據(jù)相關部門統(tǒng)計, 201 0年我國年污水排放量達720億m3。若將全部污水熱能加以利用,按5°C溫降計算,污水源熱泵系統(tǒng)可為10億m2以上的建筑供暖。開發(fā)利用城市污水作為熱泵冷熱源具有節(jié)能環(huán)保效益,在優(yōu)化能源結構的同時,可以緩解我國能源缺乏及分布不均勻性等問題。
原生污水特指城市直接排放的未經(jīng)處理的生活污水。由于未經(jīng)任何處理,其含 有大量的污染物和污垢。我們探討的原生污水源熱泵是以原生污水作為熱泵的低品位熱源，冬 季通過熱泵把污水中的低品位熱能轉變?yōu)楦咂肺坏臒崮芙o用戶供熱；夏季通過熱泵制取低溫冷水以滿足用戶制冷空調的需求。系統(tǒng)既可用于供熱采暖和制冷降溫,從而實現(xiàn)一機兩用。
1、污水源熱泵技術介紹
1.1污水源熱泵系統(tǒng)簡介
污水源熱泵的主要工作原理是將城市污水作為低品位能源,借助熱泵壓縮機消耗少量電能,在冬季把存于水中的低位熱能"提取”出來,為用戶供熱,夏季則把冷水輸送至建筑室內, 熱量釋放到水中,從而降低室溫,達到制冷的效果。而污水經(jīng)過換熱設備后密閉循環(huán)返回污水干渠,不污染環(huán)境以及循環(huán)水系統(tǒng)。
對城市污水源熱泵空調系統(tǒng)的研究，日本、挪威、瑞典及-些其它北歐等供熱發(fā)達國家比較活躍。最早起源于楊圖夫斯基(前蘇聯(lián))等人對河水、污水、海水的利用探討, 1978年,楊圖夫斯基等，人對熱泵站供熱與熱化電站、區(qū)域鍋爐房集中供熱進行比較,得出熱泵站供熱可節(jié)省燃料20%-30% ,并提出利用莫斯科河水進行區(qū)域供熱的方案。1981年 , 瑞典在塞勒研究開發(fā)了第一個凈化污水源熱泵系統(tǒng)。自此發(fā)達國家紛紛投入大量的財力和人力進行此項研究,并取得了一定的發(fā)展。
污水源熱泵作為水源熱泵系統(tǒng)的一個分支,其國內市場興起歷史較短。國內應用較早、較為突出的是北京高碑店污水處理廠的二級水。2000年,北京市排水集團在高碑店污水處理廠開發(fā)了污水源熱泵實驗工程,空調建筑面積900m2 ,這是我國最早的城市污水源熱泵系統(tǒng)。近年來,在政府政策的鼓勵支持下,污水源熱泵技術的應用面積大幅提升,項目規(guī)模也不斷增大,如沈陽陽光100新城,建筑面積近230萬平米,全部采用原生污水源熱泵系統(tǒng),運行效果良好。
1.3污水源熱泵的優(yōu)點與局限性
污水源熱泵有著諸多的優(yōu)點：如水溫穩(wěn)定,資源豐富,運行穩(wěn)定,節(jié)能環(huán)保效益明顯,與空氣源熱泵相比,避免了冬季結霜和除霜問題,平均制熱制冷性能系數(shù)比傳統(tǒng)的空氣源熱泵高出40%左右；與地下水源熱泵相比,可以避免回灌問題。污水屬可再生能源,符合國家可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。系統(tǒng)運行過程中沒有燃燒,只提取污水中的熱量,不改變其化學、物理性質,不存在地下水的回灌和地表水的污染問題。污水源熱泵系統(tǒng)可以將大量建筑內的廢熱排放到污水中,而不是通過冷卻水塔或空調室外機組排放到室外大氣環(huán)境，使城市熱島效應得到緩解。雖然污水源熱泵有諸多的優(yōu)點,但其在應用上還存在一些限制 ,如：水量的流量及溫度、污水的水質等。
相對這些冷熱源,城市污水具有一定的優(yōu)勢,是更為理想的低品位冷熱源。它具有資源豐富,獲取方便,水溫相對穩(wěn)定且隨季節(jié)變化較小等特點。據(jù)相關部門統(tǒng)計, 201 0年我國年污水排放量達720億m3。若將全部污水熱能加以利用,按5°C溫降計算,污水源熱泵系統(tǒng)可為10億m2以上的建筑供暖。開發(fā)利用城市污水作為熱泵冷熱源具有節(jié)能環(huán)保效益,在優(yōu)化能源結構的同時,可以緩解我國能源缺乏及分布不均勻性等問題。
原生污水特指城市直接排放的未經(jīng)處理的生活污水。由于未經(jīng)任何處理,其含 有大量的污染物和污垢。我們探討的原生污水源熱泵是以原生污水作為熱泵的低品位熱源，冬 季通過熱泵把污水中的低品位熱能轉變?yōu)楦咂肺坏臒崮芙o用戶供熱；夏季通過熱泵制取低溫冷水以滿足用戶制冷空調的需求。系統(tǒng)既可用于供熱采暖和制冷降溫,從而實現(xiàn)一機兩用。
1、污水源熱泵技術介紹
1.1污水源熱泵系統(tǒng)簡介
污水源熱泵的主要工作原理是將城市污水作為低品位能源,借助熱泵壓縮機消耗少量電能,在冬季把存于水中的低位熱能"提取”出來,為用戶供熱,夏季則把冷水輸送至建筑室內, 熱量釋放到水中,從而降低室溫,達到制冷的效果。而污水經(jīng)過換熱設備后密閉循環(huán)返回污水干渠,不污染環(huán)境以及循環(huán)水系統(tǒng)。
按污水是否與熱泵機組接觸分為直接換熱式污水源熱泵系統(tǒng)和間接換熱式污水源熱泵系統(tǒng),目前常采用的是間接換熱式污水源熱泵系統(tǒng)，如下圖所示。
對城市污水源熱泵空調系統(tǒng)的研究，日本、挪威、瑞典及-些其它北歐等供熱發(fā)達國家比較活躍。最早起源于楊圖夫斯基(前蘇聯(lián))等人對河水、污水、海水的利用探討, 1978年,楊圖夫斯基等，人對熱泵站供熱與熱化電站、區(qū)域鍋爐房集中供熱進行比較,得出熱泵站供熱可節(jié)省燃料20%-30% ,并提出利用莫斯科河水進行區(qū)域供熱的方案。1981年 , 瑞典在塞勒研究開發(fā)了第一個凈化污水源熱泵系統(tǒng)。自此發(fā)達國家紛紛投入大量的財力和人力進行此項研究,并取得了一定的發(fā)展。
污水源熱泵作為水源熱泵系統(tǒng)的一個分支,其國內市場興起歷史較短。國內應用較早、較為突出的是北京高碑店污水處理廠的二級水。2000年,北京市排水集團在高碑店污水處理廠開發(fā)了污水源熱泵實驗工程,空調建筑面積900m2 ,這是我國最早的城市污水源熱泵系統(tǒng)。近年來,在政府政策的鼓勵支持下,污水源熱泵技術的應用面積大幅提升,項目規(guī)模也不斷增大,如沈陽陽光100新城,建筑面積近230萬平米,全部采用原生污水源熱泵系統(tǒng),運行效果良好。
1.3污水源熱泵的優(yōu)點與局限性
污水源熱泵有著諸多的優(yōu)點：如水溫穩(wěn)定,資源豐富,運行穩(wěn)定,節(jié)能環(huán)保效益明顯,與空氣源熱泵相比,避免了冬季結霜和除霜問題,平均制熱制冷性能系數(shù)比傳統(tǒng)的空氣源熱泵高出40%左右；與地下水源熱泵相比,可以避免回灌問題。污水屬可再生能源,符合國家可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。系統(tǒng)運行過程中沒有燃燒,只提取污水中的熱量,不改變其化學、物理性質,不存在地下水的回灌和地表水的污染問題。污水源熱泵系統(tǒng)可以將大量建筑內的廢熱排放到污水中,而不是通過冷卻水塔或空調室外機組排放到室外大氣環(huán)境，使城市熱島效應得到緩解。雖然污水源熱泵有諸多的優(yōu)點,但其在應用上還存在一些限制 ,如：水量的流量及溫度、污水的水質等。
