青岛市污水源热泵供热形势分析

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污水源热泵系统介绍

污水源热泵系统介绍供热空调的能源消耗占社会总能耗的比例大达30% ,而环境污染的20%也是由供热空调燃煤引起的。

因此，采用热泵技术，开发低位的、可再生的清洁能源用于建筑物的供热空调意义重大，是建筑节能减排的有效途径之一。

这些能源包括：大气、土壤、地下水、地表水、工业余热及城市污水等等。

其中污水在数量（水量）、质量（水温）及分布规律上（地理位置）具有明显优势。

预计2010年我国污水排放量达720亿t/a，水温全年在10-25T之间，按开发50%的水量计算，可供热空调的面积至少在5亿卅以上。

另外，原生污水均匀地分布在城市地下空间，为因地制宜地有效利用及建设分散式的热泵供热空调系统创造了有利条件。

而地表水源在南方水源丰富的地区以及沿海城市更具有广阔的应用前景。

1热泵原理各类低位的清洁能源利用是通过热泵技术实现的。

热泵空调技术是根据逆卡诺循环原理，将低温热源或低位能源（如城市污水、地下水等）中的低品位热能进行回收，转换为高品位热能的一种节能与环保性技术，利用这项技术的逆过程同时还可以达到制冷的目的，是以存在合适的低位能源为必要条件的。

45 °C系统水“ 50 °C2-冷凝器60 C1-压缩机4-蒸发器2C11 C水源水"6 C图1热泵工作原理示意图图1示意了一种水源热泵向建筑物供热的工作原理。

所谓水源热泵，就是指以环境中的水（污水、地表水、地下水等）作为热源。

热泵工质（例如氟利昂）在压缩机 1 的驱动下，在压缩机1、冷凝器2、膨胀装置3、蒸发器4 几个主要部件中循环运动。

工质的热力性质决定了蒸发器中的工质温度可以保持在例如2C （称为蒸发温度）左右，而冷凝器中则为60 C （称为冷凝温度）左右。

这里的水源虽然在冬季可能仅为1「C, 但却可以作为热泵系统的热源，因为当将它引入温度为2C的蒸发器时，它必然要把自身中的热能（称为内能）交给机组，变为例如6C排放出去。

获取了水源热能的工质被压缩机压缩到例如60 C,在冷凝器中加热来自建筑物的系统循环水，由该水将热量带到建筑物的散热设备中。

污水源热泵简介(共23张PPT)

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)。
• 直接换热式热泵空调系统为热泵空调机组换热器中的制冷剂直
接同污水进行热交换，提取污水中的热量或冷量；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。需要明确指出，直接污水源热泵空调系统中，污水与制冷剂之间不存在混合，它们之间的传热方式依然是间接传热。
2.5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，防止了排烟污染；供冷时省去了冷却水塔，防止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。以上例比照方下：
9之间，因此低温热源+热泵供暖空调是缓解能源紧张、保护环境的有效途径之一。直接系统具有简单的结构和更高的效率，是未来的主流系统形式。
相比具有明显的优势。直接换热式热泵空调系统为热泵空调机组换热器中的制冷剂直接同污水进行热交换，提取污水中的热量或冷量；
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。污水热泵系统的机房面积比其他系统的占地面积要小。空调机组种类包括：活塞式、离心式、螺杆式、溴化锂吸收式等。直接系统具有简单的结构和更高的效率，是未来的主流系统形式。以瑞典为例，到1987年已有约100座热泵站投入运行，总供热能力到达1200 MW，已成为世界上应用大型污水源热泵的代表国家之一。

污水源热泵技术介绍

污水源热泵技术介绍(共10页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--城市原生污水源热泵系统技术解析报告北京和利时恒业热能科技有限公司二零一一年五月目录一. 建设污水源热泵的意义 (3)二、污水的热能利用 (4)三．污水源热泵的实现 (7)四．污水源热泵系统的效益分析 (8)一. 建设污水源热泵的意义：（1）缓解能源消耗紧张：在全国建筑能耗占总能耗的很大比例，而在建筑能耗中暖通空调的能耗更是占有举足轻重的位置，预测2020年我国暖通空调能耗量将达到10亿吨标煤，占总能耗的30%以上。

开发利用低位可再生洁净能源是暖通空调能源消耗的新模式。

可再生性清洁能源包括太阳能、风能、水能、生物质能、地热能和工业余热、城市废热等等，相对其他类型的冷热源，城市污水具有独特优势，是一种理想的低位冷热源。

利用污水作为冷热源对建筑进行采暖空调可以直接减少其他短缺能源的消耗，同时还可以达到废物利用的目的，是资源再生利用，发展循环经济，建设节约型社会，友好环境的重要措施。

目前满液式热泵机组在蒸发器进水温度1℃以上时，机组制热性能系数也在4以上，以火力发电效率计算，热泵机组的一次能源利用率大于。

而效率较高的集中供热系统（燃煤或燃气）一次能源利用率也仅在之间。

因此热泵系统节能量达50%。

（2）保护、友好环境：我国能源消耗中，煤占70%以上，以煤为主的能源结构下，暖通空调用能是大气污染的主要因素之一。

在全球空气污染最严重的10个城市中，中国占有5个，包括北京、上海、沈阳、西安和广州，北京冬季供暖期中TSP （总悬浮颗粒物）、2CO 、2SO 、x NO 等严重超标。

资料表明，70%的TSP 、90%的2SO 、60%的x NO 和85%的矿物燃料生成的2CO 来自燃煤，暖通空调引起的污染物排放量占总排放量的15%以上。

燃煤排放2SO 引起的酸雨污染已扩展全国整个面积的30%-40%，造成的经济损失接近国民生产总值的2%。

华北某城市污水源热泵系统的最优工况分析(高温水源热泵机组)

下面将根据原始数据，由公式 Q = F ∗ K ∗ ΔT 对污水处理厂的水源热泵机组进行计算，以验证其
蒸发器面积是否合适，并提出修正建议。鉴于 2＃机组总运行时间不多，且所记录数据中错误较多，所以仅对 1＃机组进行计算分析。
此时，公式 Q = F ∗ K ∗ ΔT
式中， Q －蒸发器的热负荷，kW；
该组数据冷凝器进出口温度为 44.5℃－53.6℃符合 45℃－55℃这一温度段，故：由 QS =228 kW，
ΔTs =6.3，得到 K S ＝ (QS − N S ) / ΔTS ＝(228−55.4)/6.25＝27.62 kW/㎡℃（ N S 为机组在实际工况下的
额定功率）。现假定实际制热量与样本制热量相等，即
考虑到样本实验是以同等温度、流量等条件下的清洁水进行的，且在实际情况下，由于各环节保温条件不及实验室，热量散失较大、城市污水中污杂物降低换热系数等因素，可以认为机组工作正常，样本数据可信。
实际参数越接近样本参数、系统效能越高；热源流量越大、系统效能越高，但最佳工况下单位流量污水放热量大大低于样本值，造成一定的热量浪费，建议此时进行再循环利用。
我国对城市污水热源热泵技术的推广和应用刚刚起步，处于试验和研究阶段，虽然完成了几项实际工程，但每项工程所选用的机组以及与污水的换热方式均不相同[3]，这说明目前尚缺乏用以指导新建污水热泵项目的实用图表和计算式，本文将华北某城市污水热泵项目为基础，开展针对性的研究，希望能够有所突破。
2 工程背景本文测试工程为华北某污水处理厂，工程中所选用的污水热泵系统为清华同方生产的HGHP高温型
6.2
223.2
1.03
15.0
7.2
40.0 48.6
20.63

污水源热泵技术的应用实例及可行性分析

中主要还是消火栓十自动喷淋系统的灭火方式（大型汽车库中、
地下汽车库的喷头的布置，常规的做法是以面积多少和喷头采用泡沫喷淋系统，喷泡沫再喷水）先。土建在地下汽车库设计
之间的距离均匀布置，果汽车停放部位不在喷头的直接保护下中一般采用８ｍ～９ｉ跨距，结ＩＴ这给我们消防喷淋的喷头布置带来面，当汽车发生火灾时，喷头保护不到，灭火效果差。其实喷头的
资料表明，我国暖通能耗占建筑总能耗的５％以上。建筑节能正该厂内原先的锅炉为２８ＭＷ的层燃链条锅炉，烧效率为５．燃成为我国及世界最为关注的问题之一。节约能源、护环境、保实６％，８使用的为太原煤，发热量为５９０ｋａｋ，０ｃｌｇ太原地区冬季供／
一Байду номын сангаас
定困难，既要满足车位又要满足梁柱的距离要求，甚至在大梁
布置，不光取决于停车位的布置形式，取决于结构梁的布置形中间还有次梁，还使我们在喷头布置上更为困难，因此在实际的设式。在具体设计工作中，将结构梁插入建筑图中，提高喷头布计过程中不仅要使本专业的设计满足国家规范的规定，可进一步协
城市生活污水是一种很好的可再生能源，洗浴等用水有近统进行改造，再使用燃煤，改用既能供热又能制冷的污水源不而４％的热量排入污水中，０每立方米的生活污水中有５００ｋａ～热泵系统。对整个污水处理厂内体形系数较大且围护结构达不０ｃｌ

热泵产业研究报告

热泵产业研究报告一、引言随着全球能源危机和环境问题的日益严峻，寻求高效、清洁的能源利用方式成为当务之急。

热泵作为一种节能、环保的技术，在供热、制冷和热水供应等领域展现出了巨大的潜力。

本文将对热泵产业进行深入研究，分析其市场现状、技术发展趋势、应用领域以及面临的挑战和机遇。

二、热泵的工作原理及分类（一）工作原理热泵是一种通过消耗少量电能或热能，将低温热源中的热量转移到高温热源的装置。

其工作原理基于热力学第二定律，利用逆卡诺循环，从低温环境中吸收热量，并在高温环境中释放热量，从而实现供热或制冷的目的。

（二）分类1、空气源热泵以空气为低温热源，通过换热器与空气进行热量交换。

具有安装方便、适用范围广等优点，但在低温环境下制热效率会有所下降。

2、水源热泵利用地表水、地下水或废水等水源作为低温热源。

其能效比较高，但受水源条件限制较大。

3、地源热泵通过地下土壤、岩石或地下水等储存的热能作为低温热源。

具有稳定性好、能效高的特点，但初期投资较大。

三、市场现状（一）全球市场近年来，全球热泵市场呈现出快速增长的趋势。

在欧洲，由于政策支持和环保意识的提高，热泵的安装数量持续增加。

北美和亚太地区的市场也在逐步扩大。

（二）国内市场我国热泵市场发展迅速，尤其是在北方“煤改电”政策的推动下，空气源热泵采暖市场得到了极大的发展。

同时，南方的制冷和热水市场也对热泵有着较高的需求。

四、技术发展趋势（一）高效化提高热泵的能效比是技术发展的重要方向。

通过优化压缩机、换热器等关键部件的性能，以及采用先进的控制技术，不断提升热泵的效率。

（二）智能化结合物联网、大数据等技术，实现热泵的远程监控、智能控制和故障诊断，提高系统的运行稳定性和用户体验。

（三）多能互补将热泵与太阳能、风能等可再生能源相结合，实现多种能源的协同利用，提高能源综合利用效率。

五、应用领域（一）建筑供热与制冷在住宅、商业建筑和公共建筑中，热泵可以提供冬季采暖和夏季制冷，有效降低能源消耗和运行成本。

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８０％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ＣＯ、ＮＯ、ＳＯ及粉尘的
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｕｒｂａｎｓｅｗａｇｅｉｓｒｅｎｅｗａｂｌｅｅｎｅｒｇｙｗｈｉｃｈｈａｓｎｏｔｂｅｅｎｄｅｖｅｌｏｐｅｄａｎｄｕｔｉｌｉｚｅｄｏｎａｌａｒｇｅｓｃａｌｅ．Ｉｔｓｕｐｐｌｉｅｓｈｅａｔｉｎｇｔｏｔｈｅｂｕｉｌｄｉｎｇｓｂｙｔｈｅｕｓｅｏｆｈｅａｔｐｕｍｐｗｉｔｈｒａｗｓｅｗａｇｅａｓａｈｅａｔｓｏｕｒｃｅｍａｉｎｌｙ．Ｈｏｗｅｖｅｒ，ｓｅｃｏｎｄａｒｙｅｌｕｆｅｎｔｆｒｏｍｓｅｗａｇｅｔｒｅａｔ－ｍｅｎｔｐｌａｎｔｓａｗａｙｆｒｏｍｔｈｅｕｒｂａｎａｒｅａｉｓｎｏｔａｐｐｒｏｐｒｉａｔｅｆｏｒｂｕｉｌｄｉｎｇｈｅａｔｉｎｇ，ＳＯｗｅｃａｎｔａｋｅａｄｖａｎｔａｇｅｏｆｉｔｓｌｏｗ— ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｔｏｄｙｒｓｌｕｄｇｅ，ｗｈｉｃｈｉｓｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｏｒｆｓａｖｉｎｇｅｎｅｒｇｙａｎｄｒｅｄｕｃｉｎｇｅｍｉｓｓｉｏｎｓ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｓｅｗａｇｅｈｅａｔｐｕｍｐ；ｓｌｕｄｇｅｄｅｗａｔｅｒｉｎｇ；ｗａｓｔｅｗａｔｅｒｔｒｅａｔｍｅｎｔｐｌａｎｔ

XX市市利用地源热与污水源热供热制冷欧行贷款节能改造项目建设项目环境影响报告表

XX市市利用地源热与污水源热供热制冷欧行贷款节能改造项目建设项目环境影响报告表建设项目环境影响报告表（试行）项目名称：建设单位 (盖章) ：编制日期：2014年03月国家环境保护部制《建设项目环境影响报告表》编制说明《建设项目环境影响报告表》由具有从事环境影响评价工作资质的单位编制。

⒈项目名称——指项目立项批复时的名称，应不超过30个字符(两个英文字段作一个汉字)。

⒉建设地点——指项目所在地详细地址，公路、铁路应填写起止地点。

⒊行业类别——按国标填写。

⒋总投资——指项目投资总额。

⒌主要环境保护目标——指项目区周围一定范围内集中居民住宅区、学校、医院保护文物、风景名胜区、水源地和生态敏感点等，应尽可能给出保护目标、性质、规模和距厂界距离等。

⒍结论与建议——给出本项目清洁生产、达标排放和总量控制的分析结论，确定污染防治措施的有效性，说明本项目对环境造成的影响，给出建设项目环境可行性的明确结论。

同时提出减少环境影响的其它建议。

⒎预审意见——由行业主管部门填写答复意见，无主管部门项目，可不填。

⒏审批意见——由负责审批该项目的环境保护行政主管部门批复。

建设项目基本情况项目名称XX市市利用地源热与污水源热供热制冷欧行贷款节能改造项目建设单位XX市xxx公司法人代表联系人通讯地址山东省XX市联系电话传真邮政编码建设地点立项审批部门XX市市环境保护局批准文号建设性质新建☐改扩建☐技改☑行业类别及代码热力生产和供应D4430 占地面积（地下管道）绿化面积（地上为交通干线绿化带）总投资(万元) 26270其中：环保投资(万元)1304环保投资占总投资比例5%评价经费(万元)预计投产日期2016年11月工程内容及规模：一、项目由来XX市xxx公司成立于2010年12月，是具有独立法人资格的有限责任公司，公司注册资本3000万元，法人代表。

公司现有高级专业技术专家5人（其中聘请中科院院士1人及中科院能源所博士1人作技术指导）、工程师及具有国家注册咨询工程师执业资格的17人、助理工程师及相应职称的专业人员 6人，公司还聘请了中科院、青岛理工、XX市市节能检查中心等院校、科研机构的部分专家教授及地方企业的节能专家作为公司专业支持人员。

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益更加优越，因此在具备污水资源条件的地方，应优先采用污
水源系统。
青岛市错落分布着 13 个污水处理厂，污水处理厂排出的
二级污水水质和温度条件适合直接式污水源热泵系统，应该将
这些污水资源充分利用起来，围绕污水处理厂，建立污水源热
泵供热站，解决周围建筑的供暖问题。对于遍布市区的原生污
水源，其水处理成本和效率不如污水厂污水源，但对于远离污
污水源热泵系统应用源自欧洲，早在上世纪 80 年代北欧国家开始了相关的应用研究与实践工作，并取得了显著地节能环保效益，目前应用已非常广泛。国外的研究成果为我国污水源热泵系统的研究和应用功能提供了参考。
2001 年北京市排水集团在高碑店污水处理厂开发的污水源热泵实验工程是我国最早的污水源热泵利用实例［2］。随后，一些北方城市陆续推出一些工程案例，进入快速发展时期。青岛第一个污水源热泵项目为 2005 年开始启动的麦岛金岸项目，利用污水厂二级污水实现供热、供冷和提供生活用热水三联供。青岛海馨苑小区项目采用高效原生污水源热泵集中供暖。青岛市具有安装污水源热泵的自然条件，污水源热泵机是开发清洁能源的重要载体，也是创办国家新能源示范城市的重要支撑。
参考文献：［1］于蕾．污水源热泵的设计及应用．山东大学硕士论文，2010．［2］胡谦．污水源热泵在长沙市的应用研究．西南科技大学硕士论文，2010．［3］王成端．塑料换热器在生活污水中的换热特性研究．湖南大学硕士论文，2013．［4］杨益．我国再生水利用潜力巨大．经济，2010 年 4 期． ISSN： 1672 － 8637．［5］王安民，曹振婷，石光．污水源热泵系统在天津公馆中的应用．全国暖通空调制冷 2008 年学术年会，2008 － 11 － 04．
图一 2012 年 2 月份水温变化情况
青岛市污水源热泵供热形势分析
赵向明郭健翔周楠（青岛理工大学，山东青岛 266033）
摘要：随着青岛的飞速发展，建筑规模也在逐年扩大，建筑采暖、制冷空调的需求不断上升，建筑能耗越来越高。目前建筑能耗量已超过了全市能耗量的 1 /4，建筑节能已经势在必行。污水源热泵是一种以节能、环保为主要特点的新兴技术产业，它和传统取暖方式相比，具有效率高，节能效果显著，环境效益显著，再生能源利用技术显著等特点，在青岛必然有着广阔的发展前景。关键词：热泵；污水量匹配；节能减排
目前存在的主要问题是存在污水换热器的堵塞、结塘和腐蚀的现象，污水源和建筑位置和规模的制约［3］，通过加快研发和应用污水源热泵系统相应的关键技术、加强监管和引导、制定相关扶植政策和机制、合理规划等措施推进青岛市的污水源热泵供热健康而快速地发展。三、青岛市推广污水源热泵供暖的现实条件
根据预计青岛市中心城区2015 年产生污水量为106． 6 万 m3 / d；污水再生利用量为 16080 万 m3 / 年，平均 44． 1 万 m3 / d［4］； 2015 年青岛市中心城区污水再生利用量占污水处理总量的 41． 3% 。
400% 左右，综合而言热泵的一次能源利用率约为 1． 33。而燃煤供热方式的一次能源利用率仅为 0． 8 左右［5］。
四、青岛市推广污水源热泵供暖的应用分析
根据前面的分析，污水源热泵系统供热具有绿色环保、高
效节能的特点，相比其他可再生能源，如空气源和海水源，具
有更高的效率，相比土壤源，无需占用地埋管的土地，环境效
五、总结
利用新能源供热，需求潜力巨大，市场前景广阔，每年可
形成数十亿元的产值。政府应该顺势利导，培育和孵化新型高
技术企业，同时又加快老企业的产业转型。利用青岛的科研优
势和制造业优势，促进产学研结合，打造新能源产业链，在实
现节能减排，创建碧海蓝天的优良环境同时，形成新能源产业
基地，助力蓝色经济区的腾飞。
当前，我国日益严峻的能源利用现状、亟待改善的自然生态环境，己经成为制约经济社会全面、协调、可持续发展的瓶颈，能源危机已严重约束经济社会的发展［1］。一、青岛市推广污水源热泵系统的背景
青岛，作为一个快速发展的城市不可避免地受能源环境问题困扰。曾经的美丽青岛已然成为雾霾城市之一，雾霾已经严重影响了青岛市民的生活和生产。青岛当前供热能源形式以燃煤锅炉、热电联产为主，而燃煤锅炉供热是造成冬季空气污染的主要因素之一。由我国各大城市的环境监测数据分析得到：燃煤是 85% CO2 、85% SO2 、71% CO、70% 烟尘与 60% NOx 排放的主要来源。与此同时，青岛市中心每天产生的污水量在 100 万 m3 左右，携带大量热能的原生污水以及处理过的污水直接排放造成了能源的浪费和热污染，因此污水源热泵的优势日渐凸显出来。二、污水源热泵供热应用发展概况
24—全天 24 小时排放。
取供热指标为 35W / ㎡，得到供热面积为 110． 86 万㎡。青岛市日处理污水量有 100 万 m3 ，理论上具备 2000 万 m2 建
筑的供暖能力，但受到输配功耗的制约，经济供热半径约为
4Km，因此应根据水源情况和周围建筑的分布，合理规划，防
止冒进和盲目上马。
城市污水水温恒定，冬季水温一般为 13． 5 － 16． 5℃ ，夏季水温一般泵站的水温变化情况。
从图中可以看出污水只在一个范围内变化，这一特性为污
水源热泵的供暖和制冷提供了有利条件。
燃煤发电的效率为 1 /3 左右，热泵的能源利用效率为
水处理厂的建筑，符合使用条件可以建立分散式的供热站。青岛各污水处理厂的日污水排放量已达到 10 － 15 万 m3 /
d，对于 10 万 m3 / d 的污水量其可提供的热量 Q 为
L·ΔT
Q=
（ 1）
0． 859
式中，Q—污水源可提供的热量（ MW） L—污水日排放量（ m3 /天）
△t—换热热温差，取 8℃