污水源热泵
污水源热泵简介
上海某城市污水处理厂能源回收项目
总结词
零排放、高效、资源化利用
VS
详细描述
该项目利用城市污水处理厂的出水作为热 泵的冷热源，通过高效热泵技术提取废水 中的热量，再通过板式换热器将热量传递 给周边居民的供暖系统。相较于传统供暖 方式，污水源热泵具有更高的能效比和更 低的排放，实现了废水的资源化利用，为 城市可持续发展提供了新的解决方案。
技术成熟度不足
目前，污水源热泵技术仍处于发展阶段，尚未完全成熟。
设备投资成本高
由于污水源热泵的设备需要具备高效、稳定、耐用的特点，导致 其投资成本较高。
能效比有待提高
目前，污水源热泵的能效比相对较低，需要进一步改进和完善。
污水源热泵的政策支持及市场推广
政策扶持力度加大
政府对环保产业的支持力度不断加大，将为污水源热泵的发展提供更多的政策支 持和资金保障。
水泵
用于将污水引入换热器，并保证污水 在系统中流动畅通。
污水源热泵的运行特点
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适应性强
污水源热泵能够适应不同 的污水水质和运行工况， 具有较强的适应性。
运行成本低
由于污水源热泵利用的是 污水中的热能，因此无需 消耗大量的电能或其他能 源，运行成本相对较低。
智能化控制
污水源热泵采用智能化控 制系统，能够实现自动化 运行和远程监控，方便用 户管理和使用。
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污水源热泵的市场应用
污水源热泵在建筑供暖中的应用
节能环保
污水源热泵能够利用建筑排放的 废热，减少对传统能源的消耗， 降低碳排放，同时减少对环境的
污染。
高效稳定
污水源热泵具有高效、稳定的供热 性能，能够满足建筑供暖的需求， 提高供热质量。
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。
污水源热泵工作原理
污水源热泵工作原理
污水源热泵利用污水中的热能，通过循环传热的方式将污水中的热能提取出来，再经过压缩和膨胀等过程进行升温，从而达到供热或供冷的目的。
具体工作原理如下：
1. 污水提取：通过污水管网将污水收集到热泵系统中。
2. 过滤预处理：对污水进行预处理，如过滤、沉淀等，以去除悬浮物和杂质，避免对热泵设备的损坏。
3. 热能提取：将预处理后的污水进入换热器，通过与热交换介质（如工质流体或蒸发冷媒）接触，将污水中的热能传递给热泵系统。
4. 压缩和膨胀：热泵系统中的压缩机将流体压缩，使其温度升高，然后通过膨胀阀放松，使其压力降低，温度下降。
5. 热能释放：高温高压的流体经过冷凝器释放热量，热量通过传热介质（如空气或水）传递给室内供暖或供冷设备。
6. 蒸发循环：冷却的流体经过蒸发器重新吸收热源，通过蒸发过程吸热，然后经过压缩和膨胀等过程，重新进行热能提取和释放的循环。
通过上述循环过程，污水源热泵能够利用污水中的废热能源，
通过传热和压缩循环的方式将其转化为可利用的供热或供冷能源，实现能源的回收利用，提高能源利用效率，同时减少对传统能源的消耗，实现节能减排的效果。
2023年污水源热泵行业市场前景分析
2023年污水源热泵行业市场前景分析随着环保意识的日益增强，清洁能源的需求逐渐增加。
作为一种新兴而实用的能源利用技术，污水源热泵在国内市场也备受关注。
下面就污水源热泵行业市场前景进行分析。
一、行业概述污水源热泵是一种利用城市污水来回收能量的设备，其原理是通过污水中的热能来驱动机械工作，从而达到变能、升温或降温的目的。
污水源热泵具有高效、节能、环保等优点，广泛应用于供暖、供冷、热水、空调等领域，是一种可以替代传统空调和采暖设备的新型技术。
二、市场需求分析1、能源环保方面近年来，全球气候暖化、环境污染和能源短缺等问题日益突出，清洁能源的需求逐渐增加。
2、国家政策支持方面我国提出了“十三五”节能减排目标，鼓励发展污水源热泵等清洁能源技术，给予政策支持。
3、市场推广方面随着污水源热泵应用领域的逐步扩大和技术成熟，市场推广成本逐渐降低，有利于市场需求的增加。
三、市场现状分析目前我国污水源热泵市场发展还处于起步阶段。
由于技术难点较多，市场前景尚未被充分利用。
但是，污水源热泵具有明显的环保、节能等优势，并且在美国、日本等国家已经得到了广泛应用，市场前景广阔。
四、市场发展趋势1、技术成熟随着技术的不断推进和完善，污水源热泵的效率、使用寿命和维护成本等问题都将得到有效解决，进一步提高其市场竞争力。
2、政策环境优化我国将继续加大清洁能源技术研究和发展投入，鼓励企业加强技术创新，推进清洁能源产业的快速发展。
3、应用领域拓展污水源热泵目前主要应用于暖通空调领域，但未来可能会拓展到工业、医疗等领域，并逐渐向小居民区等民用领域推广，市场发展空间巨大。
总的来说，污水源热泵作为一种清洁能源技术，具有较广阔的市场前景。
随着技术创新和政策支持的不断加强，其市场份额将逐渐增加，成为替代传统采暖、空调设备的重要选择。
污水源热泵制冷工作原理
污水源热泵制冷工作原理
污水源热泵制冷工作原理是通过利用污水中的热能来进行制冷的一种技术。
其工作原理如下：
1. 污水采集：首先，将污水收集到一个集水池中。
这个集水池通常位于需要制冷的建筑物附近，以便方便获取污水。
2. 污水处理：收集到的污水会首先进行初步的处理，例如去除固体杂质和悬浮物等，以保护热交换器和其他设备的正常运行。
3. 分离污水中的热能：接下来，污水中的热能会通过热交换器进行分离。
热交换器内部有一根水管，污水在外部流过，冷凝器循环水流在内部流动。
热交换器通过传递污水中的热能给循环水，使循环水温度升高。
4. 循环水压缩：升温后的循环水通过压缩机进行压缩，使其温度进一步升高。
压缩机提供了流动能量，使循环水的压力和温度都增加。
5. 循环水冷凝：压缩后的循环水通过冷凝器进行冷凝，使其失去热量并转化为高温的冷凝器冷却水。
6. 冷却水回收：冷凝器冷却水会通过循环管道回流到热交换器中，与污水交换热能，再次提供冷却效果。
同时，冷凝器冷却水温度降低，会重新进入循环水压缩过程，保持循环。
7. 制冷作用：冷却效果通过循环水在室内热交换器中与空气交
换来实现。
循环水通过热交换器，将室内的热量吸收，使室内空气温度降低，从而实现制冷效果。
通过循环往复，污水源热泵制冷系统能够不断吸取污水中的热能来提供制冷效果，这种技术既能够有效利用资源，又能够实现环境友好型的制冷方式。
《污水源热泵》课件
Part Three
污水源热泵系统组 成
污水换热器
功能：将污水中的 热量传递给清洁水
结构：由换热管、 壳体、密封件等组 成
工作原理：利用污 水与清洁水之间的 温差进行热交换
应用：广泛应用于 污水处理厂、工业 废水处理等领域
热泵机组
压缩机：将低压气体压缩 成高压气体，提高温度
冷凝器：将高压气体冷却 成液体，释放热量
运行
常见故障及处理方法
压缩机故障：检查压缩机 是否正常工作，如有问题 需及时更换
冷凝器故障：检查冷凝器 是否正常工作，如有问题 需及时清洗或更换
蒸发器故障：检查蒸发器 是否正常工作，如有问题 需及时清洗或更换
控制系统故障：检查控制 系统是否正常工作，如有 问题需及时维修或更换
管道堵塞：检查管道是否 堵塞，如有问题需及时疏 通
工业废水处理： 利用工业废水中 的热量进行热交 换，降低能源消 耗
农业灌溉：利用 农业灌溉水中的 热量进行热交换， 提高灌溉效率
建筑供暖：利用 污水源热泵为建 筑提供供暖，降 低能源消耗和碳 排放
污水源热泵的优势与局限性
优势：节能环保，可利用污水中的热量进行供暖或制冷 优势：运行稳定，不受外界环境影响 局限性：需要定期维护和清洗，以保证设备的正常运行 局限性：对水质要求较高，不适用于含有大量杂质或腐蚀性物质的污水
膨胀阀：控制制冷剂流量， 调节蒸发压力
蒸发器：吸收污水中的热 量，使污水降温
辅助系统
水泵：用于输送污水和热泵系统之 间的循环水
控制系统：用于控制热泵系统的运 行和调节
添加标题
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换热器：用于将污水中的热量传递 给热泵系统
过滤器：用于过滤污水中的杂质， 保护热泵系统
污水源热泵机组的工作原理
污水源热泵机组的工作原理污水源热泵机组是一种利用污水作为换热介质的热泵系统，它通过提取毗邻地下水域中的热量来为建筑供暖和冷却。
工作原理污水源热泵机组的主要部件包括蒸发器、压缩机、冷凝器和膨胀阀。
首先，污水从地下管网进入蒸发器，通过换热器与机组中的低温制冷剂发生热交换，使污水的温度降低，并将低温制冷剂蒸汽化。
然后蒸汽通过压缩机被压缩，同时温度增加。
之后的高温高压制冷剂通过换热器将其余的热量传递给供热系统，为建筑室内的暖气或热水提供热量。
而蒸发器冷凝器有时是构成一个整体的，它可以将其余的热量排出，在夏季中可以将在室内产生的热排出。
最后，高温高压制冷剂通过膨胀阀控制的孔进入蒸发器，从而形成一个完整的热力循环。
污水源热泵机组的优点污水源热泵机组以其高效节能、绿色环保等优点成为了现代建筑中取暖制冷的主要方式。
1.高效节能污水源热泵机组可将低温能量转移为高温能量，从而达到能源利用的高效和节能。
相较于传统的电能和燃气，它可以为建筑节省30-70%左右的能源费用。
2.不受环境影响污水源热泵机组不受外部气候、季节影响，可以全年常温工作。
它能够在各种恶劣环境下按照所需负荷提供温度。
3.绿色环保污水源热泵机组能够减少对环境的污染，因为其采用的是可再生的能源污水。
它能够促进生态社会的建设和发展。
污水源热泵机组的应用场景污水源热泵机组的应用场景十分广泛，它通常可以应用于以下几个方面。
百科与博物馆污水源热泵机组可以为百科与博物馆的恒温、恒湿和恒净提供性能表现的平台。
它可以根据博物馆、文化建筑等需要不同的环境要求，提供合适的环境温度。
冷库和食品加工企业污水源热泵机组可以在冷库、食品加工企业中为所需的制冷和冷水，提供稳定的温度环境。
它更准确、便利和经济用于对生态环境质量要求较高的场合。
商业和制药厂污水源热泵机组能够通过提高节能效率、维护暖通空调系统、设备夜间关机等方式，提高办公企业的白天运行效率。
此外，它还可以为制药厂的制冷和制热提供稳定的环境温度。
污水源热泵原理
污水源热泵原理污水源热泵是一种利用污水中的热能进行能量转换的环保节能设备。
它通过污水中的热能，实现了对建筑物供暖和制冷的效果，同时减少了对传统能源的依赖，降低了能源消耗和环境污染。
下面我们来详细了解一下污水源热泵的工作原理。
1. 污水采集，首先，污水源热泵需要从污水管道中采集污水。
污水管道中的污水温度相对稳定，且具有一定的热量，适合作为热泵的热源。
2. 污水预处理，采集到的污水需要经过一定的预处理，包括去除污物、杂质和沉淀物等，以保证热泵系统的正常运行和延长设备寿命。
3. 热能提取，经过预处理的污水进入热泵系统，通过换热器将污水中的热能传递给热泵工质。
热泵工质在低温下蒸发吸收热量，然后被压缩升温，释放高温热量用于建筑供暖或者制冷。
4. 热能利用，释放的高温热量通过供暖系统或制冷系统传递到建筑物内部，满足建筑物的供暖或制冷需求。
5. 冷凝回收，热泵工质释放热量后变成液态，再次进入换热器吸收污水中的热量，形成闭合循环，实现了对污水热能的充分利用。
通过上述过程，污水源热泵实现了对污水中热能的提取和利用，达到了节能环保的效果。
同时，污水源热泵还具有运行稳定、维护成本低、使用寿命长等优点，逐渐成为建筑供暖和制冷领域的热门选择。
除此之外，污水源热泵还可以与其他能源设备相结合，形成多能源互补的供暖制冷系统，提高能源利用效率，降低运行成本，为建筑节能减排做出积极贡献。
总的来说，污水源热泵作为一种新型的能源利用设备，具有巨大的应用前景和发展空间。
它不仅可以为建筑节能环保做出贡献，还可以推动能源结构调整和绿色发展，是一种具有广泛推广价值的新型能源设备。
希望随着科技的不断进步和创新，污水源热泵能够得到更广泛的应用，为人类创造更加美好的生活环境。
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2、运行成本低
现以某工程实例来分析城市污水热泵的技术经 济效益情况。某工程可能获得的能源形式包括： （1）电热辐射供暖；（2）电热锅炉方式；（3） 污水源热泵系统方式；（4）空气源热泵系统方 式；（5）燃气壁挂采暖炉。
该项目总建筑面积150000平方米，污水源热泵 机组制热时cop值取4 。供暖季为从11月15日到 次年的3月15日(共计120天) 。使用城市污水源 热泵时该项目单位面积供暖运行成本为：(单位 面积热指标×负荷系数×天数×24÷效率)×单 位能源价格 =(65÷1000×0.66×120×24÷4)×0.56=17.0元/ 平方，与其它供暖方式运行费用对比如下：
上，数量巨大，据《2005年国民经济和社会发展统计公 报》显示：我国2005年全年城市污水排放量达359.52亿 立方米，城市污水处理率达48.4％。
(2)城市污水水温相对较高且其随季节变化幅度 较小。通常在10℃以内，具有冬暖夏凉的特点，温度全
年在10—25℃之间，适合暖通空调冬夏两季制热及制冷 双工况运行，供暖时水温较地下水温高3—5℃，制冷时 较空气温度低10—15℃。
结
束
几种供热方式运行费用对比 电力驱动方式 项目 热泵 电热锅炉 空气源热泵 污水源热泵 热指标KW/㎡ 热效率W/W 电或燃气价格 单位面积运行成本（元/平方） 运行费（万元） 65 2.5 0.56 27.2 408 65 4 0.56 17.0 255 65 0.95 0.56 72 1080 65 1.0 0.56 68 1020 65 0.8 1.7元/立方 29.5 442 电热辐射 燃气壁炉 燃气采暖
(5)城市污水处理量大。在市区内既可分散性小规模
应用，也可建设大型热泵站，系统机组装机容量可在 100kW-2000kW之间，甚至更大。开发利用城市污水作 为热泵冷热源为建筑物供暖空调不仅具有节能环保效益， 而且符合生态建筑的发展趋势。
(6)城市污水能源区域分布优越。我国能源资源分
布不均．煤炭等矿产资源有60%分布在华北，水力资源 有70％分布在西南，而经济发达、工业和人口比较集中 (约占全国人口总数的37％)的南方八省市的能源却比较 缺乏，煤炭量仅占全国2％，水力资源仅为10%。而城市 污水热能分布于各大中城市市区内，与人口及城市工业 化程度成正比，将城市污水作为一种新能源，在适当优 化能源结构的同时，缓解了能源缺乏及分布的不均匀性 问题。
污水源热泵技术
主讲人：梅钢
目录
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研究背景 系统原理 分类组成 成本分析 国内外研究情况
一、研究背景
1 、污水源热泵的定义
污水源热泵即以污水作为空调系统的冷热源，实现制冷 、制热的目的。 主要是以城市污水作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。
(3)作为城市废热之一，城市污水占城市区域废 热百分比很高。日本东京占近40%，我国各城市所占
比例在10一16％之间，是城市废热回收潜力最大的部分。
(4)城市污水是载热水体，热容量大。它相对空气
源、土壤源而言，换热设备具有很高的传热效率，热泵 空调系统运行效率高，空气源、土壤源热泵制热系数在 3.5以下，而污水源热泵可高达4.5甚至以上。
四、成本分析
1、初投资费用低
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比其他系统的占地面 积要小。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。
比较直接式与间接式
直接换热式污水源热泵空调系统：工质切换式系统 间接换热式污水源热泵空调系统：水切换式系统 间接系统中，热量的传递路线是：污水、中介水、制冷 剂。 直接系统：与间接换热式污水源热泵空调系统相比，直 接系统具有更为简单的系统形式和更高的制热效率，是 未来的主流系统形式。
实例：目前国内外以二级污水作为冷热源的热泵空调系 统通常都采用直接换热式系统。而对于水质较差的城市 原生污水大都采用间接利用式，以减少对热泵空调机组 的腐蚀。
直接式污水源热泵系统( 如图1) , 污水由取水设 备经防阻塞处理、污水泵提升后直接进入机组 的蒸发器, 放出热量后排回到污水干渠中. 热泵 机组的制冷剂吸收污水的热量, 经压缩升温后将 热量提供给用户. 实际系统的性能系数与蒸发器 进出口温度、冷凝器进出口温度有关.
间接换热式热泵空调系统污水先通过热交换器 与某一中间媒介进行热交换．再通过中间媒介 同制冷剂换热。 间接式污水源热泵系统( 如图2) 增加了污水换 热器, 污水不直接与进热泵机组, 而由中介循环 水作载热体.
2、国内研究情况
我国城市污水源热泵技术的推广应用刚刚起步，处于试 验和研究阶段。北京市排水集团在高碑店污水处理厂开 发了污水源热泵试验工程，利用热泵装置向300 m2的车 间和600 m2的机房冬季供暖、夏季制冷，经三年的运转 效果良好。继高碑店污水源热泵试验工程后，北京市排 水集团又在北京北小河污水处理厂安装了一套规模更大 的污水源热泵，为该厂6000m2的办公楼和厂房供热与制 冷。这些污水源热泵试验工程充分显示出污水源热泵的 优越性。
由以上数据可以看出，污水源热泵的运 行效率较高，费用较低，与传统的空调 制热采暖相比具有明显的优势。
五、国内外研究情况
1、国外研究情况
20世纪80年代初在瑞典、挪威等北欧国家建 造的一些以污水为低温热源的大型热泵站相继 投入运行。其中瑞典早期的应用情况见下表：
目前， ①瑞典斯德哥尔摩有40%的建筑物采用热泵技术 供热，其中10%是利用污水处理厂的出水。 ②挪威奥斯 1980年开始建设利用城市污水干管的污水作为低温热源 的热泵站，第一台热泵机组已在1983年投入使用。 ③塞 勒用处理后的污水作为低温热源的热泵站（3.3MW）， 1981年6月投入运行后效果良好。 由于能源危机和环境问题的日益突出，美国、日本、德 国等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。采用热泵技术回收家庭生活污 水（淋浴水、洗碟机和洗衣机排水等）余热的设施实例 也很多。对于约10人的住宅，采用热泵技术回收家庭生 活污水余热可节能达50%，对于10人以上的住宅可节能 达60%。
依上述可知，城市污水是理想的暖通空调冷热源，因此 对以城市污水为冷热源的热泵空调系统进行深入的研究 并加以推广应用具有很重要的意义。
二、污水源热泵的原理
首先，污水源热泵技术主要来源为城市污水， 污水具备水处理量大，水源稳定，冬暖夏凉等 特点。调查表明，城市污水中具有较大的热量， 冬天污水温度在10℃至16℃，高出日常气温。 夏天，污水水温为22℃至25℃，又比日常气温 低。热泵机组依靠内部制冷剂的物态循环变化。 冬季从污水中吸收热量经热泵机组升温后对建 筑供热，夏季通过热泵机组把建筑物中的热量 传递给污水从而实现供冷的新技术。
水 风机盘管 空气 土壤 锅炉 冷却塔
冷 热 源
空 调 机 组
末 端 系 统
散热器
地板采暖
空调系统组成图
2 、污水源热泵的特点
城市污水是工业废水与生活污水的总和，是城 市余热型可再生性清洁能源，包括城市原生污 水与二级出水，是一种理想的低位冷热源。作 为热泵空调冷热源具有如下特点： (1) 城市污水水量大。污水量为城市供水量的85％以
制热原理图
空调机组
污水12℃ 60℃
污水6℃
50℃ 制热过程
末 端 系 统
散热器
地板采暖
制冷原理图
空调机组
污水25℃ 7℃
污水30℃
12℃
末 端 系 统
风机盘管、新风机组等
制冷过程
污水源热泵工作原理
三、污水源热泵分类
按污水热能提取方式可分为：直接利用式和间 接利用式。 从模式转换方式又可以分为：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(工质 切换式)和通过阀门改变水流方向来实现工况转 换(水切换式)。