污水源热泵为污水厂供热的应用研究
污水处理厂采用热泵技术实现区域供冷供热的探讨
腐蚀性 ， 因此， 热交换器和传热管应使用耐腐蚀材料。 目前 ， 国
与冬季燃煤 锅炉供热和夏季单 元式空调器 制冷相比 ， 污水 外的城市 污水 源热 泵系统的传热 管材质 ，有的采用价格较贵 源热泵节能量在供热时可达 ７１ Ｊｄ 制冷Ｈ－ ３８ Ｊｄ ‘ Ｇ ／， － ， Ｊ ￣达 ．Ｇ ／ 。
的钛质材料 ， 有的采用镀铝 管材或铜质管材。
７５３ 热 交 换 器 的 防 结 垢 问题 ： 市 污 水 的水 源 热 泵 系统 ， 城 特
７ 应 用 中需 解 决 的 问题
７１ 针对污水水质特点 ， 特别优化设计污水换 热器。 冬季污水 别是使用未经 处理 的城 市污水的水源热泵系统 ，在传热管管
０ｍ ） 理污水作为热源 ， 其余 为使用二级 出水或中水。回收的能量主 ５ ０ 等 。
要 用于 污 水 处理 厂 的办 公 建筑 的空 调 ，但 也 有作 为 区域 供 热
的热 源 。
５ 热 泵 机 组 对 水 质 的 要 求
为保证 污水源热泵机组 的正 常工作 ，除对热源 水进水温
国外污水源热泵以 日本和北欧国家应用较多。由于 能源危 机和环境 问题 日益突出， 美国、 日本 、 德国等经济发达国家纷纷 投入大量的财力和人力进行此项研究 ， 并取得 了一定的成果。
日本是利用污水中热能较早的国家之一 。日本利用污水
中的热能既有利 用未处理 过的污水 ，也有利用二级出水或 中
圈 ３ 以二 级 出水 或 中 水 为热 源 的 污 水 源 热 秉 系统 流 程 图
（ 供热供冷 面积约 ９ ０ 。 、 小河污水 处理 厂 （ 热供 冷面 ０ ｍ ）北 供
水。东京大区污水管理局从 １ ８ ７年起启动从污水中回收热 能 积 约 ６ＯＯ 、卢 沟桥 污水 处理 厂 （ 热 供冷 面 积 约 ４ ９ Ｏ ｍ ） 供 的计划 ， 现在 已有 １ ２个热泵 系统在 运行 ， 其中 ４个使 用未 处 ５ ０ ）和 河 北 秦 皇 岛污 水 处 理 厂 （ 热 供 冷面 积 约 ３ ０ ｍ 供
污水源热泵工作原理及效益分析
污水源热泵工作原理及效益分析1.污水源：污水源热泵通过污水中的热能来供热或制冷。
这些污水可以来自家庭、厂区、城市污水处理厂等。
2.污水净化：首先，为了保护热泵设备，需要对污水进行初步的净化处理，例如去除大颗粒物、悬浮物等。
3.污水调温：经过预处理后，污水经过调温操作，使其温度尽可能接近热泵的最佳工作温度，一般为5-25摄氏度。
4.污水热能回收：经过调温后的污水通过换热器与热泵之间进行热能交换。
热泵利用换热器中的热能进行蒸发，从而获得蒸发的制冷剂。
5.制冷剂冷却：蒸发的制冷剂通过压缩机被压缩成高温高压气体，并通过冷凝器与室内或室外空气进行热交换，使其冷却变为液体。
6.供热或制冷：冷凝后的制冷剂经过膨胀阀进行膨胀，再次变成低温低压气体，并通过换热器与室内或室外空气进行热交换，使热能传递给室内或室外，实现供热或制冷效果。
1.节能环保：污水源热泵利用了污水中的热能，有效地节约了传统能源的消耗量，减少了温室气体的排放，具有良好的节能环保效益。
2.回收资源：污水中的热能在传统的处理过程中往往被浪费掉，而污水源热泵能够回收这部分热能，大大提高了能源利用效率，并能够减少对环境的负面影响。
3.降低运行成本：相比传统的供热或制冷方式，污水源热泵的运行成本较低。
由于污水源的温度相对稳定，热泵工作稳定可靠，减少了维护和运行成本。
4.解决能源短缺问题：随着能源消耗的增加和能源供应的减少，污水源热泵作为一种新型的能源利用方式，为减轻能源压力提供了新的途径。
5.适用范围广泛：污水源热泵适用于各种污水排放场所，无论是家庭、工厂还是城市污水处理厂，都可以利用污水中的热能来进行供热或制冷，具有广阔的应用前景。
总之，污水源热泵作为一种能源利用的新途径，具有较高的节能环保效益和经济效益，对解决能源短缺和环境污染问题具有重要意义。
对于地区热源紧缺或有大量污水排放的地区来说，污水源热泵是一种理想的能源供热或制冷解决方案。
关于污水源热泵技术的应用探讨
８ ℃经 过板 式 换 热 器 换热 后 排 出 温 度约 为 ５ ℃ ， 统 提 取 污 水 中 的 热 量 作 为 水 源 热 泵 系 机 组 的 低 温 热 源 ， 入 热 泵机 组 蒸 发 器 ， 进 热 泵 冷凝器 出水作为供 暖系统循环 水 ， 回 供 水 温 度 为 ５ ～４ ℃。 夏季 处 理 后 污水 温 度 ０ ５ 约 为 １ ℃ ， 过 换 热 器 换 热 后 的 排 出 温 度 ５ 经 为 ２ ℃ ， 水 带 走 系统 中 的 热量 作 为 水 源 ５ 污 热 泵机组制 冷时的冷 却水 ， 泵 蒸发器 出 热 水 作 为 供 冷 系 统循 环 水 ， 回 水温 度 为 ７～ 供 ｌ ℃。 用 户 侧供 水通 过 分 、集 水 器 分 别 供 ２ 到 各单 体建 筑 。 系统 冬 、夏 季 工 况 的 转 换 通 过 切 换 站 房 内 系 统 中 的 阀 门来 实 现 。 本 工 程 设 计利 用 处 理 后 的 污 水 经 过 板 式 换 热 器 与 纯 净 水 换 热 ， 把 换 热 后 纯 净 并 水 作 为 水 源 进 行 采 暖 制 冷 ， 污 水 源 热 泵 是 系 统 的 一种 形式 。 由 于 处 理后 的污 水 中仍 而 占地 ， 约 了 土 地 资 源 。 因 此 ， 水 源 热 泵 有 一 定 量 可 沉 淀 物 ， 且 处 理 后 的 污 水 仍 节 污 有 一 定 酸 碱 度 ， 果 直 接 接 入 水 源 热 泵 机 如 有 着广阔的应用前景 。 组 ， 极 易 使 水 源 热 泵 机 组 中 的 换 热 器 产 则 生 腐蚀 ， 垢等 现 象 ， 结 从而 严 重地 影 响传 热 １工程应 用概 况 沈 阳 市 浑 南 新 区 上 夹 河 污 水 处 理 厂 坐 效 率 及 机 组 使 用 寿 命 。 根 据对 水源 热泵 机 在 当 今 ， 持 续 发 展 已 经 成 为 热 门 话 可 题， 环境 因素 作 为 可 持 续 发 展 三 要素 之一 ， 已引 起 各 个 方 面 的 关 注 。用 污 水 源 热 泵 系 统 回 收城 市 污 水 中 的 热 能 ， 开 发 了 一 种 既 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 ， 一 项 具 有 节 能 和 环 保 意 义 的应 是 用 技 术研 究 。 污 水 源 热 泵 是 利 用 污 水 处 理 厂 出 水 量 大 ， 质 稳 定 ， 年 夏 冬 季 水 温 稳 定 等 特 水 常 点 ， 污 水 作 为 水 源 进 行 制 冷 、 制 热 循 环 以 的一 种 空 调 装 置 。其 是 实 现 污 水 资 源 化 的 有 效 途 径 之 一 。污 水 源 热 泵 比燃 煤 锅 炉 环 保 ， 且 节 省 能 源 ， 电锅 炉 加 热 节 省 ２ ３ 并 比 ／ 以上 的 电能 ， 燃 煤 锅 炉 节 省 ｌ ２以 上 的 比 ／ 燃 料 。 同时 省 去 了与 之 配套 的煤 场 、渣 场 落 于 沈 阳市 浑 南 新 区 上 夹 河 地 区 ， 日承 每 担 着 浑 南 新 区 近 ４万 １ ０ 的污 水 的 处理 ， ＿ 厂 内需 采 暖 的建 、构筑 物 建 筑面 积 约 ３ ０ ｍ ２０ （ 合楼 ， 房 ， 库等 ） 综 厂 车 。热 泵 机 组 在 制 热 时 以 处 理 后 污 水 为 热 源 ， 在 制 冷 时 以 处 而
污水源热泵工作原理及效益分析
污水源热本调研报告所谓污水源热泵，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。
城市污水源热泵空调技术能实现冬季供暖、夏季空调、全年生活热水供应（很廉价的热水供应方案）、夏季部分免费生活热水供应。
城市污水热泵空调是一项高新技术，具有节能、环保及经济效益，符合经济与社会的可持续性发展战略。
城市污水源热泵机组以污水为冷热源，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（1份），将所取得的能量（大于4份）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。
1、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。
2、污水源热泵系统的特点：（1）环保效益显著城市污水源热泵是利用了污水作为冷热源，进行能量转换的供暖空调系统。
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。
利用污水源热泵做热源进行城区集中供热的分析
利用污水源热泵做热源进行城区集中供热的分析张建华济宁鲁兴房地产开发有限公司山东济宁 272000一、前言当前，国家、地方政府推出了许多发展可再生能源的鼓励、奖励政策。
为优化城市冬季供热能源结构，发展可再生能源利用，利用城市污水（中水）集中、量大、便于利用、可节能减排的特点，采用污水源热泵技术，建立热源厂，实现城区的集中供暖/冷，实现零排放、零污染，具有重大意义。
例如济宁市（太白湖新区）污水处理厂（日处理 30万吨污水，中水产量约 10000吨 /小时以上），建立污水源热泵的热源厂，可实现集中供热面积 200万平方米，与其它热源相比，在相同热价的条件下，其年收益可达 2000万元。
利用污水源热泵做热源进行城区集中供热，是可再生能源的利用，在供暖 /冷面积规模同等的情况下，其投资低于传统燃煤集中供热，运行费用低于传统燃煤集中供热（在济宁市工业燃煤的价格条件下）。
二、国内外发展现状 1983年，挪威的第一个城市污水源热泵系统在奥斯陆SkøyenVest投入运行。
如今，污水源热泵技术在北欧国家已经得到大规模应用，技术及规模成熟处于国际领先地位。
我国早在 80年代末就开始关注国外污水源热泵技术的研究与应用进展。
2000年，首例城市污水源热泵系统在北京高碑店污水处理厂成功示范。
此后，北京、秦皇岛、石家庄等地相继建成污水源热泵系统。
在济宁，目前已有多家单位使用水源热泵系统实现冬季供热及夏季制冷。
若直接利用污水处理厂后端中水做源水，所使用的设备及技术与水源热泵系统基本类似。
推广该类热源进行集中供热的条件已经具备。
三、供热规模及技术经济分析（ 1）供热规模根据市污水处理厂（太白湖新区）的数据（冬季水温约 13度，每天中水产量约 30万吨），制热后，其供热规模数据：节能建筑供暖面积可以满足 200万㎡以上的集中供热需求。
（ 2）与燃煤方式采暖比较的使用成本与收益计算水源热泵通常数据：按投入 1KW电力得到 4KW热量计算 1KW.H（ 1度电）即为 3.6MJ。
污水源热泵工程设计与应用研究
图1
1 方案设计依据 污水处理厂日处理污水量为 60000 吨 / 天，考虑尖峰和
低谷的因素，按平均小时排水量 1250m3/h 计算，以此水量进 行换热器选型计算依据。污水源热泵机组夏季冷凝器设计温 度为 45/40℃，冬季蒸发器设计温度为 9/6℃，污水进行换 热器时，冬季参数较为不利，因此，以冬季工况进行选型计算。
中国设备工程 2020.03 （上） 183
Research and Exploration 研究与探索·工程技术与创新
=9℃；
污水侧冷水流量 G1=1250000kg/h；污水冷却流入温度
t2′=11℃；污水冷却流入出温度 t2〞=10℃。
（2）计算温度及物性参数：
污水冷却水的定性温度 t2=(t1′+t1〞)/2=(10+11)/2=10.5℃； 冷却水的密度查物性表得 ρ2=992.9kg/m3； 冷却水的比热查物性表得 Cp2=4.174kJ/kg.℃；
运西污水现场实际情况是污水经过处理后，通过一段污 水排放池后，排入市政污水管道。这段排放池长 40 多米， 宽 2 米，内设紫外线消毒渠、巴氏计量槽，该装置对污水排 放流道有一定要求，如图示。考虑这种特殊要求，将专门的 污水源换热器设置在污水进入排放池的前面，充分利用污水 自身流速进行换热（如图 1）。
关键词：污水源热泵；污水源换热器；传热系数 中图分类号：TU83 文献标识码：A 文章编号：1671-0711（2020）03（上）-0183-03
某污水处理厂污水源热泵工程位于沧州市迎宾大道以 西，经一路与渤海路交口西南角的位置，小流津河东岸。一 期工程的厂区综合楼、污泥脱水间、加药间、配电室值班等 室内需要供暖，供暖面积 3000 余平米。原设计采用市政热源， 通过厂区新建换热站为厂区提供热媒。一次网供回水温度为 105/55℃，二次网供 / 回水温度 70/45℃。
污水源热泵供热的工程应用及分析
污水源热泵供热的工程应用及分析曲云霞1，杨勇1，李爱景1，刘文波1，王伟华2 (1、山东建筑大学，山东济南250101；2、中国石化齐鲁有限公司供排水厂，山东淄博255411)0 前言作为城市废热之一而排放的城市污水，由于是具有稳定的水量和水温，易于收集，污水中所贮存的热能较高，可作为清洁能源在低温区利用等一系列优点，正在受到越来越多的重视。
特别是热泵技术的不断发展，使城市污水热能利用系统日趋成熟。
日本是较早利用污水中热能的国家之一。
日本不仅利用未处理过的污水作为热源，而且也利用二级出水或中水作为热源。
东京大区污水管理局从1987年起启动从污水中回收热能的计划，现在已有12个热泵系统在运行，其中4个使用未处理污水作为热源，其余为使用二级出水或中水作热源。
回收的能量主要用于污水处理厂办公建筑的空调，也有作为区域供热的热源。
瑞典斯德哥尔摩有40％的建筑物采用热泵技术供热，其中10％利用污水处理厂的出水作热源。
在我国随着人民生活水平的提高，在空调和热水供应方面所消耗的能源显著增加，节约能源已经成为2l世纪的首要任务。
因此，可再生能源的利用已经成为目前研究的热点。
污水源热泵是利用污水处理厂中水或原生污水作为热源进行制冷、制热循环的一种空调装置。
它具有热量输出稳定、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。
目前，利用污水源热泵系统为建筑物供冷、供热已有一些应用的实例。
1 污水源热泵系统类型污水源热泵系统按照其使用的污水的处理状态可分为以未处理过的污水作为热源／热汇的污水源热泵系统和以二级出水或中水作为热源／热汇的污水源热泵系统；根据污水与热泵的热交换部分是否直接进行热交换，可分为间接利用系统和直接利用系统。
从工况转换方式上看，大体可分为两种：一种是制冷剂流向的切换，即通过四通换向阀的换向来实现制热工况和制冷工况的转换：另一种是水切换式，即通过阀门改变水流方向来实现工况转换。
由于考虑到污水水质及污水中污物对热泵机组的影响，目前国内多采用间接式污水源热泵系统。
污水源热泵用于城市污水处理厂污泥干化分析
０ 引 言
随着 城 市污水 处 理率 的提 高 ，污水 厂 的污 泥 产量 大 幅增 长 ，污 泥经 过浓 缩 、消化 、机械 脱 ８ ０ ％左右） 、强度低 、 持水能力强、散发恶臭等问题。污泥处理达不到最终 处置的要求 ， 填埋场拒收污水厂污泥 ，已直接影响了 污水 处理 厂 的正 常运行 ，污泥 干 化成 为必 需 。污 水 源 热泵 技术 作 为一种 新 能源 技术 ，可 以用来 为 污泥 干 化 提供 热量 ，是 实现 污 水综 合利 用 的有 效 途径 ，可 以代 替一 部分 高位 能 源 （ 如煤 、石 油 、天 然气 、电能 等 ） ， 相比于燃煤 、燃气供热来说 ，省去了锅炉房和空气冷 却塔等设施 ，也大大削减 了 Ｃ Ｏ 、Ｎ Ｏ 、Ｓ Ｏ 及粉尘 的
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ：Ｕ ｒ ｂ ａ ｎ ｓ ｅ ｗａ ｇ ｅ ｉ ｓ ｒ ｅ ｎ ｅ ｗａ ｂ ｌ ｅ ｅ ｎ ｅ ｒ ｇ ｙ ｗ ｈ ｉ ｃ ｈ ｈ ａ ｓ ｎ ｏ ｔ ｂ ｅ ｅ ｎ ｄ ｅ ｖ ｅ ｌ ｏ ｐ ｅ ｄ ａ ｎ ｄ ｕ ｔ ｉ ｌ ｉ ｚ ｅ ｄ ｏ ｎ ａ ｌ ａ ｒ ｇ ｅ ｓ ｃ ａ ｌ ｅ ． Ｉ ｔ ｓ ｕ ｐ ｐ ｌ ｉ ｅ ｓ ｈ ｅ ａ ｔ ｉ ｎ ｇ ｔ ｏ ｔ ｈ ｅ ｂ ｕ ｉ ｌ ｄ ｉ ｎ ｇ ｓ ｂ ｙ ｔ ｈ ｅ ｕ ｓ ｅ ｏ ｆ ｈ ｅ ａ ｔ ｐ ｕ ｍｐ ｗｉ ｔ ｈ ｒ ａ ｗ ｓ ｅ ｗａ ｇ ｅ ａ ｓ ａ ｈ ｅ ａ ｔ ｓ ｏ ｕ ｒ ｃ ｅ ｍａ ｉ ｎ ｌ ｙ ．Ｈｏ ｗｅ ｖ ｅ ｒ ，ｓ ｅ ｃ ｏ ｎ ｄ ａ ｒ ｙ ｅ ｌｕ ｆ ｅ ｎ ｔ ｆ ｒ ｏ ｍ ｓ ｅ ｗａ ｇ ｅ ｔ ｒ ｅ ａ ｔ － ｍｅ ｎ ｔ ｐ ｌ ａ ｎ ｔ ｓ ａ ｗ ａ ｙ ｆ ｒ ｏ ｍ ｔ ｈ ｅ ｕ ｒ ｂ ａ ｎ ａ ｒ ｅ ａ ｉ ｓ ｎ ｏ ｔ ａ ｐ ｐ ｒ ｏ ｐ ｒ ｉ ａ ｔ ｅ ｆ ｏ ｒ ｂ ｕ ｉ ｌ ｄ ｉ ｎ ｇ ｈ ｅ ａ ｔ ｉ ｎ ｇ ， Ｓ Ｏ ｗ ｅ ｃ ａ ｎ ｔ ａ ｋ ｅ ａ ｄ ｖ ａ ｎ ｔ ａ ｇ ｅ ｏ ｆ ｉ ｔ ｓ ｌ ｏ ｗ— ｔ ｅ ｍｐ ｅ ｒ ａ ｔ ｕ ｒ ｅ ｔ ｏ ｄ ｙ ｒ ｓ ｌ ｕ ｄ ｇ ｅ ， ｗｈ ｉ ｃ ｈ ｉ ｓ ｓ ｉ ｇ ｎ ｉ ｆ ｉ ｃ ａ ｎ ｔ ｏｒ ｆ ｓ ａ ｖ ｉ ｎ ｇ ｅ ｎ ｅ ｒ ｇ ｙ ａ ｎ ｄ ｒ ｅ ｄ ｕ ｃ ｉ ｎ ｇ ｅ ｍｉ ｓ ｓ ｉ ｏ ｎ ｓ ． Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ ：ｓ ｅ ｗ ａ ｇ ｅ ｈ ｅ ａ ｔ ｐ ｕ ｍｐ； ｓ ｌ ｕ ｄ ｇ ｅ ｄ ｅ ｗａ ｔ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ ；ｗ ａ ｓ ｔ ｅ ｗ ａ ｔ ｅ ｒ ｔ ｒ ｅ ａ ｔ ｍｅ ｎ ｔ ｐ ｌ ａ ｎ ｔ
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污水源热泵为污水厂供热的应用研究
作者：邳春英， 刘康， 郑杰， 黄登跃， 高文宝， 李育宏， PI Chun-ying， LIU Kang， ZHENG Jie，HUANG Deng-yue， GAO Wen-bao， LI Yu-hong
作者单位：邳春英,刘康,郑杰,黄登跃,PI Chun-ying,LIU Kang,ZHENG Jie,HUANG Deng-yue(中天环能＜天津＞工程技术有限公司,天津,300191)， 高文宝,李育宏,GAO Wen-bao,LI Yu-hong(天津中水有限公司,天津
,300190)
刊名：
中国给水排水
英文刊名：China Water & Wastewater
年，卷(期)：2011,27(17)
1.马最良;刘永红热泵站的现状及在我国应用的前景[期刊论文]-暖通空调 1994(05)
2.王宏哲;尹军我国城市污水热能有效利用存在的差距与对策[期刊论文]-中国环境管理 2001(03)
3.马最良;姚杨;赵丽莹污水源热泵系统的应用前景[期刊论文]-中国给水排水 2003(07)
4.李亚峰;陈平利用热泵技术回收城市污水中的热能[期刊论文]-可再生能源 2002(06)
本文链接：/Periodical_zgjsps201117024.aspx。