污水源热泵在污水处理厂的应用 [摘要] 伴随着污水处理行业在我国的飞速发展和广泛重视，污水源热泵技术的发展更形成了一个新的高潮，目前面临着全球性质的能源危机，多项节能环保的技术及措施得到了各国的认可与推崇，水源热泵技术占有着一席之地，其中在全国范围内，污水源热泵技术已广泛的应用在各大污水处理厂之中。 [关键词] 污水源热泵；污水处理厂；热泵技术的应用 伴随着污水处理行业在我国的飞速发展和广泛重视，污水源热泵技术的发展更形成了一个新的高潮，目前面临着全球性质的能源危机，多项节能环保的技术及措施得到了各国的认可与推崇，水源热泵技术占有着一席之地，其中在全国范围内，污水源热泵技术已广泛的应用在各大污水处理厂之中。 污水源热泵系统利用污水中的能量，以污水作为热源，通过热泵机组将低品位水中难以直接利用的能源提取出来，供冬季供暖或夏季制冷使用。按照其使用的污水的状态可分为以原生水或二级出水或中水作为热源，一般污水处理厂采用二级出水作为热源。 一、污水源热泵技术的特点 （1）使用污水源热泵技术供热采暖或制冷对大气及环境无任何污染，而且高效节能，属于绿色环保技术和装置，符合目前我国能源、环保的基本政策，对用户本身也无形中起到自我宣传的作用。以周边供暖面积157万平方米的沈阳北部污水处理厂为例，按冬季供暖室内温度达到16℃、以每平方米平均耗煤45公斤的经验值估算，仅这157万平方米的供暖面积改用污水源热泵供暖后，一个采暖期就可以减少使用燃冬季供暖室内温度达到16℃、以每平方米平均耗煤45公斤的经验值估算，仅这157万平方米的供暖面积改用污水源热泵供暖后，一个采暖期就可以减少使用燃煤7万吨，减排二氧化硫700吨、烟尘500吨、二氧化碳14万吨。 （2）热泵机组可以达到一机两用的效果，即冬季利用热泵采暖，夏季进行制冷。既节约了制冷机组的费用，有节省了锅炉房的占地面积，同时达到了环保。污水源热泵比燃煤锅炉环保，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，运行费用仅为普通中央空调的30%~55%。（3）污水源热泵具有热量输出稳定、COP值高、换热效果好、环保效益显著，水源热泵机组供热时省去了燃煤、燃气、然油等锅炉房系统，无燃烧过程，避免了排烟、排污等污染；供冷时省去了冷却水塔，避免了冷却塔的噪音、霉菌污染及水耗。所以，水源热泵机组运行无任何污染，无燃烧、无排烟，不产生废渣、废水、废气和烟尘，不会产生城市热岛效应，对环境非常友好，是理想的绿色环保产品。 二、热泵技术在污水处理厂中的应用 （1）污水源热泵系统的工作原理 污水源热泵系统，是利用其压缩机的作用，通过消耗一定的辅助能量(如电能)，在污水中吸取较低温热能，然后转换为较高温热能释放至循环介质(如水、空气)中成为高温热源输出。在此因压缩机的运转做工而消耗了电能，压缩机的运转使不断循环的制冷剂在不同的系统中产生的不同的变化状态和不同的效果
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目录 第一章水源热泵系统的特点及介绍 (2) 一、水源热泵系统的特点 (2) 二、水源热泵系统介绍 (3) 1、井水源系统 (4) 2、生活热水废水系统 (4) 第二章项目介绍及系统设计描述 (5) 一、项目概况 (5) 二、设计依据 (5) 三、冷热源估算 (6) 1、泳池废水用量 (6) 2、地下井水量 (6) 四、冷热源提供热量计算 (6) 1、冬季工况 (6) 1）生活热水废水用量 (6) 2）淋浴头及地下井水量 (7) 3）结论 (7) 2、夏季工况 (7) 1）生活热水废水用量 (7) 2）淋浴头及地下井水量 (8) 3）结论 (8) 五、冷热源系统流程图 (8) 六、机房面积估算 (8) 第三章水源热泵系统与其他系统的比较 (9) 第四章水源热泵机组介绍 (11) 第五章初投资分析 (15)
第一章水源热泵系统的特点及介绍 一、水源热泵系统的特点 由于水源热泵技术利用地表水作为各机组的冷热源，所以其具有以下优点： 1、属于可再生能源 利用技术水源热泵是利用了地球水体所储藏的太阳能资源作为冷热源，进行能量转换的供热系统。其中可以利用的水体，包括地下水或河流、地表的部分的河流和湖泊以及海洋。地表土壤和水体不仅是一个巨大的太阳能集热器，收集了47％的太阳辐射能量，比人类每年利用能量的500倍还多（地下的水体是通过土壤间接的接受太阳辐射能量），而且是一个巨大的动态能量平衡系统，地表的土壤和水体自然地保持能量接受和发散的相对的均衡。这使得利用储存于其中的近乎无限的太阳能或地能成为可能。所以说，水源热泵利用的是清洁的可再生能源的一种技术。 2、高效节能 水源热泵机组可利用的水体温度冬季为10-35℃，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。而夏季水体为18-35℃，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。据美国环保署EPA估计，设计安装良好的水源热泵，平均来说可以节约用户30～40％的供热的运行费用。 3、运行稳定可靠 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，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。 4、环境效益显著 水源热泵是利用了地表水作为冷热源，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、排污等污染；供冷时省去了冷却水塔，避免了冷却塔的噪音、霉菌污染及水耗。所以说，
城市污水源热泵的探析 摘 要：随着全球气候变化、不可再生能源的日益枯竭问题的日益凸显，节能与环保重要性更加突出。城市污水作为一种清洁能源，对其所携带的废热的利用的研究受到国内外专家的关注。污水源热泵技术作为一种新型能源技术，可充分利用污水中得废热，实现污水的资源化。本文简要介绍了我国污水资源的现状，污水源热泵的工作原理、分类，污水源热泵系统在国内外研究现状，分析了污水热泵节能环保方面的优势,以及污水源热泵当前遇到的难题及解决方法。 关键词：节能环保； 污水源热泵； 废热利用； 经济 0、前言 随着经济的迅速发展、人口的增加、常规能源的大量消耗，能源供需形式日趋紧张。能源资源短缺对世界经济发展的约束性日益突出。据世界能源年鉴数据统计，截止到2010年，中国石油可采储量为148亿吨，占世界总量的1.1%，世界排名第14；天然气可采储量为2.8万亿立方米，占世界总量的1.5%，世界排名第14；煤炭储量为1145万吨，占世界总量的66.8%，世界排名第3。可见中国能源储量在总量十分丰富。但是人均水平却只相当于世界人均水平的 6.4%、5.6%、66.8%，人均资源储量非常，远远低于世界水平。 20世纪50年代以来,中国的能源工业开始发展，特别是改革开放以后，能源的开采和供给能力不断的增强，促进经济的快速发展；20世纪90年代末，能源对外开放和投入的增加缓解了能源对经济发展的制约。1993年，中国成为石油净进口国，1996年中国成为原油净进口国；21世纪以来，能源供需形势又日趋紧张，中国经济面临着能源的严重挑战 [1]。中国能源的开采和供需面临着资源约束，特别石油是对外依存度的提高[2]。 能源的短缺严重制约着中国经济的发展，开发洁净能源和可再生能源越来越受到国内外专家学者的关注。高污染、高耗能、低效益的发展模式不仅极大的浪费了一次性资源，对环境的污染也非常严重，因而改善能源结构、提高能源利用率尤为重要。对开发地热能、太阳能等新能源、煤炭净化、余热回收等研究的推广称为如今的热点。 一．余热利用 余热利用是指回收生产工艺过程中排出的具有高于环境温度的气态（如高温废气）、液态（如冷却水、生活废水）、固态（如各种高温钢材）物质所载有的热能，并加以重复利用的过程。余热是能源利用过程中没有被利用的、废弃的能源，它包括高温废气余热、冷却介质余热、废水余热、高温产品和炉渣余热、化学反应余热、可燃废气废液和废料余热以及高压流体余热等七种。 我国余热普遍存在，特别冶金、化工、纺织等行业的生产过程中、城市排放生活污水中存着这丰富的余热资源。这些余热余压以及其它没有得到利用的余能不仅造成能源的浪费，而且还污染了环境。 1.1工业余热 统计数据表明，我国工业余热资源的回收率仅为33.5% [3]。回收利用潜力巨大。城市消耗了全球近60% 的水资源，它排放的污水中的余热巨大，回收价值高。 工业余热按照能量形态分为三大类，即载热性余热、可燃性余热和有压性余热。 （1）载热性余热 载热性余热指的是工业生产过程中排出的废气和物料、产物等所带走得高温热以及化学反应热等。例如：燃气轮机、内燃机等动力机械的排气，钢厂产品所携带的热，钢厂厂冷却水、凝结水所携带的显热，炉窑产生的高温烟气、高温炉渣、高温产品等。 （2）可燃性余热
三、区域集中供冷供热 1.研究内容 1.1.现状分析及存在问题 现状：区域空调已历经了多年发展，在世界各地创造了大量成功运作的案例。有些国家由于其本身所处地理位置和自身资源条件的限制，在其能源供应领域中，区域空调系统是仅次于燃气、电力的第三大公益事业，约有90%的中央空调都采用环保节能的非电空调，其中区域空调项目多达250个；自上世纪90年代开始，区域空调在欧美国家进入快速发展时期，迄今为止，在美国投资建设的区域空调项目亦达约130个；马来西亚、新加坡也分别建设了几十个区域空调项目。这些项目提供的空调面积为30万平方米到500万平方米。中国的区域空调尚处于探索、起步阶段，在上海、江苏等城市已经有建成使用的成功案例，目前成都尚无区域空调的案例。 存在问题：一是区域空调所需的资源供应存在不确定性；二是缺少统一的规划，主要是分布式能源的规划与管网规划、电网规划以及整个城市发展规划的关系；三是并网标准的缺失；四是缺乏合理的价格体系和机制。 1.2.区域集中供冷供热可行性、必要性研究 随着中国经济总量的增长，增长与能耗矛盾日益突显，节能、降耗、循环、高效作为经济增长方式的政策提到前所未有的高度，各地方积极响应中央号召，将建立节约型社会，大力发展循环经济政策变成具体实施方案，切实落实到具体工作中去，下大力气狠抓落实，大力推进节能工程。这要求城市的基础建设必须具有前瞻性，这为区域空调发展提供了一个良好的契机。 所有技术均为国内自行开发，区域空调作为一个成熟的产品在全球已得到广泛应用，国内多家品牌作为非电空调全能供应商为其中包括巴塞罗那世界文
化论坛（西班牙）、马德里新机场（西班牙）、奥斯汀多蒙商业中心（美国)、第18空军基地（美国)、中央政府新城（马来西亚）等上千个项目提供主机，并为部分项目提供了整套的区域空调解决方案，充分验证了区域空调技术的可行性和可靠性。 节省初投资：区域空调投资变原政府投资为社会投资，变使用者投资为第三方投资，与传统的自建方式相比，客户只需通过入网费的形式支付相当低的费用就可以享受到完整的中央空调服务，投资将通过能源服务中的赢利分多年逐步回收，从而可以大幅减少客户的资金压力，降低了中央空调的使用门槛。 运营费用低：由于空调系统可采用一切热源，能够有效进行能源的梯级、循环技术利用，提高了能源利用率，从而降低运行费用10%～30%；同时采用大型机组，COP高，系统配比合理，运行费用大幅降低；运用自动计量系统，按量收费，价格长期稳定、透明，保证在当地处于同比最低水平，真正拥有市场竞争优势。 节省土地使用：在市中心寸土寸金的地区，集成式的能源站，使众多的传统小机房合而为一，大大节省机房占地。提高了土地资源的利用效率。 环境的友好性：区域空调可以使用任何热源来制冷、采暖，特别是可以利用发电尾气、蒸汽，工业废热、区域内垃圾集中处理而产生的沼气以及太阳能。在顺应国家能源梯级利用，发展分布式能源战略的同时，大幅减少SO2、CO2 等有害气体的排放。100万m2的建筑区域如采用非电区域空调，每年将可减排二氧化碳2.6万吨、二氧化硫1200吨、氮氧化物100吨、煤渣3000吨、粉尘200吨，相当于营造1100亩热带雨林或种植20万棵大树。区域空调营造和谐环保的室外环境和“六度”皆优的室内环境，参与创造友好型人居环境，真正使群众的生活环境和质量得到明显改善，提高城市的综合竞争力。 运行的稳定性：每个冷热站3套机组以上，互为备用；每种设备可备有2～3种能源，如某种能源中断，另一种可及时弥补，确保100%不中断空调。每台机组建立完备的技术档案，并为每种机型备足了保养及维修所需的备件。由于采用了用维护代替维修的服务理念和365天24小时因特网监控，把所有隐患消灭在萌芽，从而确保每台机组终身零停机故障，保证了每台机组寿命超过20年。市场的适应性：近十几年来，我国国民经济持续增长，人民生活水平和消费能 力不断提升，民众对生活品位和生活质量要求日益提高，对节能环保的中央空 调需求日益旺盛。
污水源热泵用于集中供暖的技术经济分析 摘要：污水源热泵技术正在越来越得到人们的关注。本文提出了利用污水源热泵技术代替传统供热锅炉方案用于集中供暖的方案。并且以武汉某居住小区为例，评价了污水源热泵用于冬季集中供暖的经济性，和其它供暖形式相比较得出了乐观的结论。并且根据污水源热泵的特点对污水源热泵技术应用于集中供暖提出了具体可行的改进方法，以进一步提高污水源热泵机组的经济性和可行性。 关键词： 污水源热泵；集中供暖；技术经济分析 0 引言 年来，在暖通空调领域，污水源热泵的发展越来越得到人们的关注。虽然污水源热泵技术在国外早有应用[1]，但其在国内也是近年来才有了长足的发展。污水源热泵是利用城市污水作为冷热源的水源热泵，由于城市污水的一系列特点[2]，使得污水源热泵在节能性和环保性等方面较传统热泵机组形式有较大的优势。 由于城市污水在冬季的温度较其它热泵空调的热源要高很多，在使用高温水源热泵机组的情况下，热泵机组出水温度可达到直接供暖的要求，所以在冬季利用污水源热泵供暖是一项非常有潜力的技术。本文以在冬季利用污水源热作为小区供暖热源方案，和普通供暖锅炉方案作一个定量的技术经济分析。比较对象为现在比较常用的几种集中采暖形式：燃煤锅炉、燃气锅炉和燃油锅炉。 1集中供暖条件的确定 1.1集中供暖概况 武汉市是我国著名的重工业特大城市，每年污水排放量非常大。而且武汉市气候特征为夏季炎热，冬季湿冷。但是由于武汉市一般累年日平均温度低于或等于5℃的日数为59天[3]，没有达到60天的最低供暖要求，所以不属于国家强制冬季集中采暖城市。但是随着人民生活水平的日益提高，对冬季采暖的要求也日渐强烈。在当前大规模的城市供热管网没有修建之前，在各小区建设集中供暖使用的锅炉房或热泵房是最佳选择。 本章以武汉市已建成的某小区为研究对象，该小区总供暖面积为50000m 2，供暖热指标按60W/m 2计算[4]。 1.2计算供暖热负荷 为正确计算该小区在采暖时期的热负荷，采用绘制热负荷延续时间图[5]的方法。供暖热负荷延续时间图的数学表达式如下。 () ?????-='0'1n n Q R Q Q b n n β zh N N N ≤<≤55 （1） ' ' 05w n w t t t --=β （2）
污水源热泵技术：经济效益显著应用前景广阔 污水源热泵技术是一种成熟的技术，以城市污水作为热源为建筑物供热制冷。在我国大多数城市都具有应用的自然条件，安装污水源热泵，安装成本，运行费用都是比较低的。污水源热泵具有热量输出稳定、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。 污水源热泵比燃煤锅炉环保，比电供热减少80%以上。污水源热泵节省能源，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，制热系数比传统的空气源热泵高出50%左右，其运行费用仅为普通中央空调的50%~60%。因此，污水源热泵有着广阔的应用前景。 污水源热泵目前这项技术已是成熟的技术。我们先后学习考察了沈阳、太原等到城市污水源热泵系统在供热上的应用。重点了解污水源热泵系统的技术性能与初投资、运行和维护费用等方面的情况，以及建筑应用中存在的问题。在借鉴成功经验基础上，经过调查研究，发现城市使用污水源热泵得天独厚的自然条件。 总体运行费用污水源热泵系统大约是地下水水源热泵系统的70%左右，是燃气+空冷空调系统运行费用的50%左右。通过比较，污水源热泵系统比其它方案更具经济性。污水源热泵利用系统的经济效益是十分显著的。 实践证明，污水源热泵技术是太阳能、地表水能、地下水能、土壤热能及海水能源等所有环保能源中最经济实用的，且易于操作的环保能源技术。 某大型间接式污水源热泵工程案例 摘要：本文从工程及水源条件、关键参数与设备设计、系统方案等三个方面介绍了我国某个大型间接式污水源热泵工程案例的主要特点，该工程采用远距离输送中介水，并在用户侧建设分散的热泵站。 关键词：污水源热泵、间接式、半集中、案例 本文介绍的某大型污水热泵工程地处我国北方，其工程特点为：（1）冬季有采暖要求、夏季有空调要求，两种负荷相差不大；（2）工程规模较大，而且污水源距离用户较远，用户分布较为分散；（3）建筑类型为高层住宅；（4）污水源充分，水温合适。采用重力引水、退水，并加设粗效过滤格栅；（5）采用燃气锅炉调峰并分担风险。 、设计条件与要求1 1.1负荷要求 22.5MW，平均单位面积热负荷指标45W/m，总热负荷m 整体工程：50万26（65% 22，制冷负 的标准。建筑层高76M荷为19.2MW，均为新建建筑，满足国家、自治区建筑节能层以上为高区。13层以下为低区，14层），水源条件 1.2 尺寸条件 1.2.1 依据当地水务集团排水公司相关资料和测量数据，所选水源污水管线为城市主干地 。1.8m×1.8m4m，监测点检查井井深5.2m，全长9.8km，其截面为下排水箱涵管道，埋深），平均水0.25m（2010-1-28 22:00监测最小水深0.13m（2009-12-19 4:00），最大水深的圆形150m 处，另有一条DN1200深0.2m，平均流速3.5m/s。在设计换热站的选址下游约主干污水管道。
浅析集中供冷技术的原理及实施 摘要：集中供冷技术为绿色环保技术，不但能大幅度提高人民的生活质量，还能节约能源、缓解用电紧张，前景非常广阔。本文章将对集中供冷技术的原理进行详细介绍，并分析该项技术在实施过程中遇到的困难和解决方法。 关键词：浅析；集中供冷；技术；原理；实施 1.前言 伏暑盛夏，烈日炎炎，人们的心情也随着这天气变得烦躁，唯有打开空调吹出的习习凉风才能让人们的身心倍感舒适。然而高昂的电费却让许多家庭的空调成为摆设，在电力匮乏的地区，开空调更成为一种奢望。家用空调制冷剂氟利昂造成的臭氧空洞，已造成全世界人们的恐慌与担忧。人们不禁慨叹：“如果像集中供热一样实现集中供冷那该有多好啊！” 其实，实施集中供冷并不是梦，它在技术上简单易行，与集中供热系统使用的是同一热源、同一套管网甚至同一个机房，只需要对原有的集中供热机房也就是热力站做两点小改造即可。一是在热力站增加一个溴化锂制冷机组，变成一个制冷站；二是将终端用户室内的暖气片或地暖盘管改为可吹风的风机盘管（风机盘管是中央空调系统在室内的终端）。 2.集中供冷的工作原理 集中供冷的工作原理是将原来用来集中供热的高温、高压的热水，通过集中供热管网系统输送到制冷站，以此为动力驱动溴化锂制冷机组进行制冷，再将制冷后产生的低温冷水输送到终端用户，通过风机盘管吹出冷风来，以满足用户的用冷需求。鉴于此，只要有集中供热的地方都能同步实现集中供冷，只不过，用户室内的暖气片改为风机盘管系统后，其今后在冬季采暖时，也随之变作了由风机盘管吹出热风的方式。 溴化锂制冷是一种吸收式制冷方式（与蒸气压缩式制冷相对），是中央空调系统中广泛使用的一种制冷方式，其基本原理是利用水的蒸发来制冷。溴化锂为无毒无污染的淡绿色液体，易溶于水，而且价格便宜，不会破坏臭氧层。溴化锂吸收式制冷机以水为制冷剂，溴化锂为吸收剂，利用溴化锂易溶于水的特性，制取0℃以上的空调用冷水。下面介绍它的原理，原理图如下： 单效溴化锂吸收式制冷机原理图
1.影响热泵系统运行的因素 水量、水温、水质和供水稳定性是影响污水源热泵系统运行性能的重要因素。 1. 1污水流量对热泵系统的影响 在热泵机组运行时，若污水流量过低，不利于机组的安全运行;污水流量过高时循 环水泵的功率就会增大，耗电量增加。 假设其它条件不变分析水流量对热泵机组性能的影响。在制冷工况下，当增大水的流量时，换热器的出口水温就会降低，换热系数增大，从而制冷量增加。然而，当水的流量增加到一定值时，换热系数不再增加，制冷量达到一定值不再变化，如图1.1。同样的，在冬季工况下增大水的流量时，水侧换热系数增大，蒸发温度升高，从而制热量也会增加，如图1.2 水量也会对热泵COP产生一定的影响。如图1.3所示，在夏季制冷运行时，增加冷凝器的水流量会导致冷凝压力的降低，使得压缩机的输入功率降低，从而COP值增大。然而，当水的流量增加到一定值时，COP值的增加速率趋于稳定。同样地，图1.4中的冬季制热运行时，增加蒸发器中水量使得热泵COP值增大。因为在蒸发压力增加的同时，压缩机内蒸汽的比体积增加虽然会导致工质的质量流量增加，但压缩比减小又使得单位质量压缩功下降，两者作用相互抵消，使得压缩机输入功率增加的幅度较制热量增加的幅度小，所以COP值增加。 图1.1 夏季工况下水流量和进水温度对制冷量的影响
图1.2 冬季工况下水流量和进水温度对制热量影响 1. 2污水温度对热泵系统的影响 在夏季制冷工况下，污水源热泵机组使用污水作为冷源，水的温度越低越好;在冬 季工况下污水作为热源时，温度则是越高越好。而且蒸发温度要适度，不能过高，否则 会导致压缩机的排气温度过高，可能导致润滑油发生炭化。因此，污水温度在200 C左 右时机组的制热和制冷将处于最佳工况点。 水温对热泵COP值是有一定影响的。夏季制冷时，如果升高冷凝器入口处的水温，则会导致冷凝压力的增加，此时制冷量会降低，同时压缩机的功率会增大，COP值反而 下降，如图1.3所示。冬季以制热工况运行时，如果升高蒸发器入口处的水温，则会导 致蒸发压力的增加，制热量增大，此时压缩机功率的增加速度较为缓慢，热泵COP值 增大。然而，当水温增加到一定值时，热泵的COP值不再发生改变，如图1.4
低碳城市建设与区域供冷技术报告 丁淑红 [摘要] 本文介绍我了国低碳城市建设以及在建设中出现的问题，回顾了区域供冷技术的历史发展及现状，总结了区域供冷技术的特点，并对区域供冷技术在低碳城市建设中的发展进行了展望。 [关键字] 低碳，城市，区域供冷 TECHNICAL REPORTS OF LOW-CARBON URBAN CONSTRUCTION AND DISTICT COOLING Abstract describes the problems of our low-carbon urban construction and construction, reviews the historical development of district cooling technology and current status, summarizes the characteristics of district cooling technology, and district cooling technology in the construction of low-carbon city development of the prospects. Key words low-carbon，urban，distict cooling 1 引言 随着我国经济的快速发展，城市化进程的不断加速，工业化发展不断深入，能源与资源消耗屡创新高，环境压力也非常严峻。目前我国已有房间空调器1亿台，商用空调120万套，空调能耗已占全国耗电量的15%左右。夏季用电高峰时，空调用电量甚至达到城镇总用电量的40%。几乎所有新建的商业建筑、办公建筑、娱乐场所、医院以及改造过的上述建筑中都设置了中央空调系统，这些设施给人们带来舒适生活的同时，也带来了严重的能源与环境问题，设备使用效率低，管理落后，运行不经济，浪费能源，污染环境。 发展既节能、环保又经济可行的制冷技术成为实现我国可持续发展伟大目标中的重要组成部分，区域供冷技术提供了一种灵活的、节能的供冷方案。本文主要介绍我国低碳城市建设以及在建设中出现的问题，回顾了区域供冷技术的历史发展及现状，总结了区域供冷技术的特点，并对区域供冷技术在低碳城市建设中的发展进行了展望。 2 低碳城市建设 2.1低碳城市 城市是碳排放最主要的来源。我国有600多个城市.对其中287个地级以
集中供热与供冷技术调研 集中供热技术 集中供热是指由集中热源所产生的蒸汽、热水，通过热力管网供给一个城市或部分区域生产、采暖和说或所需的热量方式。集中供热是现代化城市重要的基础设施，也是城市公用事业的一项重要设施。 热网分为热水管网和蒸汽管网，由输热干线、配热干线和支线组成，其布局主要根据城市热负荷分布情况、街区状况、发展规划及地形地质等条件确定，一般布置成枝状，敷设在地下。主要用于工业和民用建筑的采暖、通风、空调和热水供应，以及生产过程中的加热、烘干、蒸煮、清洗、溶化、致冷、汽锤和汽泵等操作。 我国的集中供热事业已经有了较大的发展，截止到2000年底，全国有58 个城市建设了集中供热设施，总供热面积达110766万平方米，“三北”地区集中供热普及率已超过25%；全国供热企业拥有供热管道43748千米，其中蒸汽供热管道7963千米，热水供热管道35785千米。 集中供热系统包括热源、热网和用户 3 部分。热源主要是热电站和区域锅炉房（工业区域锅炉房一般采用蒸汽锅炉，民用区域锅炉房一般采用热水锅炉），以煤、重油或天然气为燃料；有的国家已广泛利用垃圾作燃料。工业余热和地热也可作热源。核能供热有节约大量矿物燃料，减轻运输压力等优点。下面介绍几种目前比较先进的供热技术。 一、热电联产供热技术 热电联产是指在单一过程中同时生产电力和有用的热，而电和热的用户同时又是能的生产者，它是电能和以低压蒸汽和热水形式出现的热能这两种能量的联合生产。 热电联产已被公认为一种成熟的节能技术，它是将火力发电厂汽轮机中已作完一部分功的蒸汽从汽轮机汽缸中部抽出来供给热用户，是本应排至凝汽器中放弃的蒸汽凝结热转供给用热户而不舍弃至大气中。 目前发展的热电联产技术主要有以下几种: 1、基于蒸汽轮机的常规热电联产技术 只要能将汽轮机发电机做完一部分功的蒸汽抽出或不废弃排汽的凝结热而加以利用，做到既发电又供热，都认为是热电联产。汽轮机热电联产的方式有好几种，目前火力发电厂热电联产的机组型式主要有两类，即背压机组及抽汽供热机组，而抽汽供热机组又可分为调整抽凝式、凝抽式及纯凝汽打孔式。 蒸汽轮机热电联产方式的优点是锅炉容量大，参数高，热效率也高。热能利用率高，综合供煤耗低。缺点是需要大量稳定热用户，大型热网造价越来越高，建设周期长。普遍存在冬季热负荷高，夏季热负荷低的问题。 2、基于燃气-蒸汽联合循环的热电联产技术 燃气轮机发电出现于20世纪50年代，发展至80年代，由于燃气轮机单机功率和热效率的提高，燃气-蒸汽联合循环技术日趋成熟，全球天然气的进一步开发以及人们对节能高效技术的迫切需求，燃气轮机在世界电力系统的地位明显提升。 一个燃气蒸汽系统包括四部分的主要机组和设备：燃气轮机机组，它包括空气压缩机、燃气轮机和发电机。其他附加设备不影响系统的分类；常规蒸汽锅炉机组机器辅助设备，锅炉的型号不影响系统的分类；蒸汽发生器和蒸汽轮机机组。
污水源热泵系统与集中供热系统对比 原生污水源热泵原理： 在高位能的拖动下，将热量从低位热源流向高位热源的技术。它可以把不直接利用的低品位热能（如空气、土壤、水、太阳能、工业废热等）转化为可利用的高位能，从而达到节约部分高位能（煤、石油、天然气、电能等）的目的。 在制冷状态下，污水源热泵原理是通过压缩机对冷媒做工，使其进行汽——液转化的循环。通过蒸发器内冷媒的蒸发将由风机盘管循环所携带的热量吸收至冷媒中，在冷媒循环的同时再通过冷凝器内冷媒的冷凝，由水路循环将冷媒所携带的热量吸收，最终由水路循环转移至城市原生污水里。在室内热量不断转移至地下的过程中，通过风机盘管，以13℃一下的冷风的形式为房间供冷。 在制热状态下，污水源热泵原理是通过压缩机对冷媒做功，并通过换向阀将冷媒流动方向换向。由地下的水路循环吸收地下水或土壤里的热量，通过冷凝器内的冷媒的蒸发，将水路循环中的热量吸收至冷媒中，在冷媒循环的同时再通过蒸发器内冷媒的冷凝，由风机盘管循环将冷媒所携带的热量吸收。在城市原生污水中的热量不断转移至室内的过程中，以35℃以上热风的形式向内供暖。 污水源热泵原理优势特点： 1）利用可再生能源，环保效益好 污水源热泵原理利用了城市原生污水中丰富的热量资源作为冷热源，进行能量转换的供暖制冷空调系统。城市原生污水是一个巨大的能量采集器，巨大的城市废热从市政污水管路中排出，这种储存于城市原生污水中的能源数以清洁的，可再生能源。 2）高效节能，运行费用低 污水源热泵原理是采用温度恒定的城市原生污水作为能源，能效比COP在4.5~5.0之间，比空气源热泵高出40%左右，污水源热泵机组运行费用比常规中央空调低30%~40%左右。 3）运行安全稳定，可靠性高 无燃烧设备，无爆炸隐患，使用安全。如使用燃油、燃气锅炉供暖，其燃烧产物对居住环境污染极重，影响人们的生命健康。污水源热泵机组利用常年温度稳定的城市原生污水，夏季不会向大气中排除废热，加剧城市的“热岛效应”；冬季不受外界气候影响，运行稳定可靠，不存在空气源热泵除霜和供热不足的问题。4）空调主机以及多用，便于布置，使用范围广泛 空调主机体积小，污水源热泵机组安装在储藏室等辅助空间，既可制冷，又可制热，也不需要高的入户电容量。地源热泵系统可供暖、空调，还可供生活热水，一机多用，一套系统可替换原来的锅炉加空调的2套装置或系统；可应用于宾馆、
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。而夏季污水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）运行稳定可靠 污水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。 （4）一机多用，应用范围广 此热泵系统可供暖、空调，生活热水供应（夏季免费）等。
区域供冷系统的能源效率 同济大学马宏权1龙惟定 摘要分析了区域供冷系统目前应用中出现的突出问题，讨论了区域供冷所能达到的能源效率，并分析了其主要的影响因素，提出区域供冷系统装机容量应设置一定的不保证率，以提高系统整体能源效率和改善运行工况。 关键词区域供冷 能源效率 COP Energy Performance of District cooling system By Ma Hongquan★ Long Weiding Abstract This paper analyses energy performance of District Cooling Systems and it’s influence factors. Bring forward that capacity of District Cooling Systems should consider a guarantee rate so that enhance energy performance. Keywords District Cooling, Energy Performance, COP ★Tongji University , Shanghai, China 一、引言 区域供热供冷供热（District Heating and Cooling，简称DHC）是指对一定区域内的建筑群，由一个或多个能源站集中制取热水，冷水或蒸汽等冷热媒，通过区域管网输配到各单体建筑内换热器，换热供给最终用户，实现用户制冷或制热要求的系统。在我国区域供热实施的年代已久，对其作用的认识已取得共识，但对于以供冷为主的区域供冷系统（District Cooling System，简称DCS)其是否能实现运行中而不只是理论上的节能尚有争议。支持者的意见认为我国城市中心区的供冷和供热一样，必将逐步由分散走向集中，从福利供冷走向商业供冷。其理由主要包括：1）区域供冷可以利用空调同时使用系数降低冷热源和配电系统容量；2）可以集中配置高能效比环保制冷剂的大型设备；3）可以通过专业化的管理逐步实现供冷的产业化、商业化和市场化，利用市场手段调节需求和配置资源，避免了传统福利供冷造成的浪费。反对者的主要原因包括：1）区域供冷管网的冷冻水供回水温差小于集中供热，输送功耗和冷量损失相对升高，而大型设备的效率提升有限，不足以弥补输配管网能耗的增加；2）供冷的部分时段的比例多于供暖，特别是南方以供冷为主的系统更为明显， 马宏权，男，1979年1月生，在读博士研究生。上海市曹安公路4800号同济大学嘉定校区13-306信箱 201804（021）69584901 E-mail: mhqtj@https://www.doczj.com/doc/45781078.html, 本文得到国家科技部、上海市政府部市合作2005年世博科技专项课题《城市清洁能源高效利用系统技术研究与示范》（课题编号05dz05807，2005BA908B07）的资助
７６ＦＬＵＩＤＭＡＣＨＩＮＥＲＹＶ０１．３３，Ｎｏ．６，２００５ 城市污水源热泵的开发和应用 黄国琦 （北京华清集团公司，北京１０２２１８） 摘要：介绍了国内外城市污水源热泵发展情况，阐述了城市污水源热泵的技术开发重点，分析了城市污水源热泵与各种常规供暖、制冷方式的经济指标、环境影响。最后结合北京市的城市污水数据，进行了市场应用前景分析。 关键词：热泵；城市污水；技术；能源利用；发展 中图分类号：ＴＱ０５１．５文献标识码：Ａ ＨＵＡＮＧＧｕｏ－ｑｉ （Ｂｅｉｊｉｎｇｎ岫ｑｉｎｇＧｒｏｕｐＣｏ．，Ｌｔｄ．，ＢｅｉｊｉＩｌｇ１０２２１８，Ｃｈｉｎａ） Ａｂ醴嘲：Ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｈｅａｔｐｕｍｐｓｕｓａｇｅｏｆｅｎｅｒｇｙｆｒｏｍｕｒｂｎｗａｓｔｅｗａｔｅｒｗａｓｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄｉｎｔｈｅｗｏｒｌｄ．３１ａｅｒｅｓｅａｒｃｈｏｎｈｅａｔｐｕｍｐｗａｓｄｅｓｃｒｉｂｅｄ．￥吲嘲鹏ｏｆａｉｒ－ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｉｎｇｉｎｔｈｅｅｃｏｎｏｍｙａｎｄｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｗａｓｅｏｍｐ眦ａ．Ｆｉｎａｌｌｙ，ｔｈｅｍａｒｋｅｔｏｆＢｅｉｊｉｎｇａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｎｕｍｂｅｒｏｆＢｅｉｊｉｎｇｍｂｎｗａｓｔｅｗａｔｅｒｗａｓｓｋｅｔｃｈｅｄ，ａｎｄｔｈｅｈｅａｔ－ｐｕｍｐｓ曲蚴１１１ｌｙｆｏｒｓａｖｉｎｇｅｎｅｒｇｙ，ｐｒｏｔｅｃｔｉｎｇｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｎｄｓａｖｉｎｇｗａｔｅｒｗａｓａｎａｌｙｓｅｄ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｈｅａｔｐｕｍｐ；ｕｒｂｎｗａｓｔｅｗａｔｅｒ；ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ；ｅｎｅｒｇｙｒｅｕｓｅ；ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ １国内外技术发展现状 ２０世纪８０年代以来，美国、１３本等国家相继建立了一批大型城市污水源热泵系统。从开始时单机容量仅几兆瓦已发展至今单机容量达３０ＭＷ，单个项目总装机容量达１６０ＭＷ。以瑞典为例，到１９８７年已有约１００座热泵站投人运行，总供热能力达到１２００ＭＷ，已成为世界上应用大型污水源热泵的代表国家之一。 大型城市污水源热泵系统在国外已有十几年的运行历程，已形成一套较完备的技术和经验。我国目前尚未实施较大项目的城市污水源热泵；但在北京高碑店污水处理厂、北小河污水处理厂、卢沟桥污水处理厂内利用污水二级出水实施了几个小型实验性项目，均取得了较好的效果。 ２技术开发重点 根据污水与热泵的热交换部分是否直接进行收稿日期：２００５—Ｏ卜１８热交换，城市污水源热泵可分为间接利用系统和直接利用系统，如图１所示。 贮水池蓄热池 （ａ）污水间接利用空调系统 （ｂ）污水直接利用空调系统 图１城市污水源热泵系统示意 万方数据万方数据
污水源热泵技术在城市住宅供热系统中的应用 当前，污水源热泵系统是一项新能源系统技术，也受到了国内外学者的关注，污水源热泵系 统技术的应用和推广前提及保证就是裕兴的安全节能和高效性。 2污水源热泵技术工作基本原理 污水源热泵系统主要是指一种利用洗浴废水中的低温、低位的热能性资源，主要采用的是热 泵的基本原理，主要通过少量高位的电能输入，来满足从低位热能转向高位热能的过程，即 可进行供热或是制冷性能的高效和环保，以及节能的热水供应系统技术。其系统原理及描述 如下：大量来自于人们淋浴下来的污水，一般温度在30℃左右，其含有一定的热能，在该类 污水排放之后，不仅能将该类热能带走，同时可以将超过30℃的热水合理的排放到地下，会 对土壤等自然环境造成热污染。污水源热泵的热回收系统，还能有效地提取污水中多余的热量，还可以将这些多余的热量直接的加入到新的洗浴用水中，从而可以使得热量得到循环被 利用。而被回收的热量，主要占被加热洗浴用水需求的70%左右，而污水则降低到5℃左右 后在进行排放，避免污染问题的出现。此外，洗浴产生的污水，则集中到地下污水池，可利 用专用污水换热器，在利用污水换热器中不断流动的冷媒将热量吸收到冷媒中，使温度升高，并通过热水机组的蒸发器，将热量释放给热泵系统的冷媒中，热水机组不断运行，再利用冷 凝器将冷媒中产生的热量，传递到使用的热水，产生高温洗浴类型的用水，从而满足热能循 环利用。在此循环过程中，废水从平均30℃左右，被降温至5℃左右，所提供的热量可以使 约70%废水量的洗浴水从7℃加热到37℃。 由此可见，从污水中提取的热量，理论上就可以满足洗浴用水所需热量的83%。但是一般情况，供水温度偶尔低于10℃，或由于污水池偏小、洗浴高峰污水的流失等因素的影响，实际 运行从污水提取的热量约占总热量的70%左右，其余少量不足部分热量可以采用外购热水及 辅助热源等方式补充。 3污水源热泵技术在城市住宅供热系统中的应用 3.1工程概况 本项目建筑类型为住宅，项目建筑面积为18.5万平方米，末端采用地热及散热器供暖系统。原换热站利用热电厂供给的高温热水，在换热站内采用间接连接的供热方式利用换热器换热，通过站内的循环水泵加压送至热用户。换热站改造后，将不再使用热电厂热量，并利用吸收 式热泵将低温热源（污水）的热量送至高温热源（热用户侧高温水）。整个采暖系统与热用 户之间为直接连接。此时热电厂的热源作为事故备用热源使用。 3.2技术方案 3.2.1方案论述 污水源热泵系统，是以城市污水资源作为热源，通过热泵技术将污水中的低品位热能，转换 成高品位热能对热用户进行供暖。本项目共选配2台单台制热量为4630kW的热泵机组，每 台热泵匹配7台JTHR-WLT-200-0.3/0.2-4/0型污水换热器，系统总制热量为：9260kW。 3.2.2该系统工艺流程 污水热泵系统供热工艺流程，由图1可知，污水热泵的供热空调系统，在宏观上主要是通过 三个子循环的系统而组成。首先，11.0℃左右的污水经过污水泵提升，在进入到无堵塞的高 效换热污水换热器中，方可进行放热，在一定的温差范围之内（4.4℃左右）的热量传递给清 洁水，在通过6.6℃左右的排放到下游的水源之处，从而实现了污水的循环。然后，8.8℃左 右清洁水中可经过中介泵来进行输送，利用A阀进入到热泵机组中的蒸发器来进行整体释热，在将污水中获取的整体热量传递到热泵机组中，在4.4℃左右我们需要再次的进入到污水换
2018年05月18 HEATING ENERGY SAVING 近日，随着1号机组锅炉钢架顺利完成吊装安装，京能秦皇岛开发区2×35万千瓦热电联产项目安装工程正式启动。该项目由北京能源集团有限责任公司旗下的北京京能电力股份有限公司投资建设，一期规划建设2×350MW 超临界空冷燃煤供热机组，工程总投资35亿元。项目坚持“科学环保、节能减排”的发展理念，采用超临界高效机组，配套安装电除尘、脱硫、脱硝、湿式除尘装置，烟塔合一，烟气污染物排放优于超低排放标准，厂内污水可实现零排放，工艺系统无燃油、氨和氢等重大危险源，在环境友好、技术先进和经济高效等方面，达到国内同类机组先进水平。 秦皇岛京能热电联产项目安装工程启动江西赣江新区实现集中供热供冷项目一体化近日，由赣江新区赣江集团建设的智慧能源项目在南昌赣江新区规划方案评审会上顺利通过，意味着在不久的将来，赣江新区将会实现集中供热供冷，不仅节能减排，对于老百姓来说，最大的福利是可以享受经济上的实惠。从评审会上获悉，智慧能源主要利用新昌电厂余热转化为能源，集供热、供冷于一体，实现能源的高效利用，推动整个新区智慧城市建设，将赣江新区打造成名副其实的绿色生态新城。该项目第一期将在赣江新区的起步区和核心区—儒乐湖城东片区推广试行，总面积达26.8平方公里。据介绍，赣江新区启动智慧能源项目规划，是按照国家赋予赣江新区“两区两地”的战略定位进行编制，规划目标是实现集中供热供冷，规划工程包括建设配套热力网。京津冀“智慧供热”彰显协同破题思路日前，承德市政府与北京热力集团、北京供销大数据集团签署战略合作协议，共同建设“承德市智慧供热云服务平台项目”。京冀之间的这项协作，将开启供热行业的三个全国“第一”：首个大数据中心、首个基于大数据的省级监管平台、首个大数据模型。供热是北方城市的基础设施之一，重要性不言而喻。“智慧供热” 契合城市发展所需，是行业发展方向所在，被寄予厚望。此番即将落户承德的供热大数据中心，将连通河北全省的供热信息孤岛，利用北京成熟的技术优势对河北的海量数据进行监控分析，从服务监管、能源监管、政企协同三方面入手共建云平台，提供更精准、科学、高效的供热方案，这无疑是建设“智慧城市”的有益尝试。一旦探索出可复制推广的成熟经验，必将惠及更广大地区。栏目指导： 住建部供热计量与节能工程技术研究中心主任 杨乐钧中国建筑科学研究院建筑环境与节能研究院院长 徐 伟中国计量协会热能表工作委员会主任 王 池供热节能