城市污水源热泵应用

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。

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。

车辆工程技术156理论研究0　引言 污水源通常包含两类污水：（1）原生污水（简称原水），城区市政排水管网中未经处理的污水；（2）中水，城区市政排水经污水处理厂处理后达到国家排放标准的污水。

随着城市规模的扩大及居民生活条件的改善，城市污水量大量增加。

在城市污水中蕴含着大量的低位热（冷）能资源，污水源热泵技术可以有效地提取这些低位热（冷）能用于城市供暖（冷）。

近些年，污水源热泵技术在乌鲁木齐市及周边地区逐步得到推广应用，在应用中出现了各种问题。

笔者通过部分应用实例，对这些问题进行分析探讨，探索总结解决方案和措施，使这项技术的应用更加普及和高效。

1　污水源热泵供热方案 热泵是一种能量利用装置，该装置以消耗部分能量为代价，使热量由低温物体转移到高温物体。

根据热力学第二定律，热量不会自动实现“逆向”传递，即不可能自动由低温物体向高温物体传递，热泵必须具有驱动能才能实现热量的“逆向”传递。

热泵虽然消耗了部分驱动能，但是热泵所制取的热能要高于所消耗能量。

热泵所制取的热能与消耗的驱动能之比，称之为热泵性能系数，简称COP。

热泵所制取的热能永远大于热泵所消耗的驱动能，即COP恒大于1，所以说热泵是一种节能装置。

污水源热泵的工作原理是利用污水源热泵压缩机系统，消耗少量的电能，使热泵系统内循环介质压缩至高温高压状态，从而具有“吸收”低温热源中热能的能力，把存在于污水中的低位热能“提取”出来，为用户供热，供热量为消耗的电能和由低温热源吸收的热量之和。

污水源热泵供热系统主要由污水系统、热泵系统、热网水系统三部分相连接组成。

根据污水是否直接进热泵机组可以将供热系统分为直接利用和间接利用两种方式。

直接利用方式是指污水主干渠内的污水在污水泵的作用下直接进入热泵机组，在热泵机组内“换热”降温后再回到污水干渠，热网水在热网循环泵的作用下进入热泵机组，在机组内“换热”升温后再回到热用户（简称直进式）；间接利用方式是指污水先通过污水换热器进行热交换，将热量传递给中介水，中介水再进入热泵机组“换热”，热网水侧与直接利用方式相同。

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。

污水源热泵及其发展趋势分析污水源热泵是一种利用城市污水资源进行能量回收的热泵系统。

它通过污水热能的回收与利用，将污水中的热能转化为供暖、供热、制冷、供热水等多种能量形式，实现能源的集中利用，节约能源资源，减少环境污染，具有显著的经济和环境效益。

污水源热泵的发展趋势主要体现在以下几个方面：1. 技术创新：随着科学技术的不断进步和应用领域的拓展，污水源热泵技术也在不断创新发展。

目前，已经出现了多种不同类型的污水源热泵系统，包括空气源热泵系统、地下水源热泵系统、地表水源热泵系统等。

未来，随着技术的不断突破，污水源热泵系统的效率将进一步提高，性能将更加稳定可靠。

2. 推广应用：目前，污水源热泵系统的应用范围还比较狭窄，主要集中在一些大型工业企业和城市污水处理厂。

未来，随着污水资源的逐渐增多以及人们对能源问题的关注度的提高，污水源热泵系统将逐渐得到更广泛的应用。

可能涉及到的领域包括住宅楼宇、学校、医院、商业综合体等。

3. 政府支持：近年来，我国政府对于低碳环保能源的发展给予了大力支持，包括热泵技术。

未来，随着政府对于环境保护的重视程度的进一步加大，对于污水源热泵系统的支持力度将进一步增强。

政府将采取一系列政策措施，包括财政补贴、税收优惠等，来推动污水源热泵系统的普及和应用。

4. 国际合作交流：随着全球化的进程不断推进，各国在污水源热泵技术方面的合作与交流越来越频繁。

未来，我国将加强与其他国家的合作交流，共同研发污水源热泵技术，共享经验与成果。

我国的污水源热泵技术也有望在国际市场上得到更广泛的应用和推广。

南方某地埋污水厂污水源热泵系统案例应用与解析南方某地埋污水厂污水源热泵系统案例应用与解析随着人口的快速增长和城市化进程的加快，污水处理厂的建设和运营变得越来越重要。

处理污水不仅能够保护环境，还可以回收利用其中的能源。

在南方某地，一家污水处理厂应用了污水源热泵系统，以实现热能的回收和利用。

本文将对该案例进行分析与解析。

一、污水源热泵系统的工作原理污水源热泵系统利用污水中的热能进行空气或水的供热或供冷。

其工作原理主要包括以下几个环节：1. 污水收集与提升：首先，通过收集系统将进入污水处理厂的污水集中起来，并利用提升设备提升至合适的高度。

2. 污水预处理：进入预处理环节，污水首先经过格栅除去大颗粒的杂质，并通过沉砂池去除悬浮物。

3. 污水源热泵：经过预处理的污水进入热泵系统。

该系统分为蒸发器、压缩机、冷凝器和膨胀阀等组成。

在蒸发器中，污水中的热能被吸热剂吸收，使其从液态变为气态；压缩机将吸热剂中的热能压缩，并增加其温度；然后，热能通过冷凝器传递给空气或水，从而供热或供冷；最后，吸热剂经膨胀阀展开膨胀，回到蒸发器循环使用。

4. 污水处理与排放：热能回收后的污水经过进一步处理，以达到环保的排放标准。

二、南方某地污水厂污水源热泵系统的应用情况1. 系统运行情况：该污水处理厂污水源热泵系统于2018年开始应用。

经过两年的运行，系统表现出良好的稳定性和高效性能，能够满足厂区的热水供应需求。

2. 成本与效益：相较于传统的供热系统，污水源热泵系统具有更低的能耗和更高的能源回收效率。

根据数据显示，每年通过该系统回收的热能相当于节约了大量电力资源，降低了能源消耗成本。

3. 环境保护：该系统的运行可以有效减少温室气体的排放，降低对环境的污染。

同时，通过对污水的处理，还可以提高水资源的再利用率，达到节约用水的目的。

三、案例分析与解析1. 污水源热泵系统的优势：与传统的供热系统相比，污水源热泵系统具有以下几个优点：- 能源回收高效：通过回收污水中的热能，提高能源利用效率，减少能源的浪费。

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。

浅谈污水源热泵在城市供热中的应用摘要：本文阐述了水源热泵技术、城市污水的热能利用性、供热系统的设计、运行和维护以及污水源热泵技术的优缺点。

关键词：污水源热泵；供热引言污水源热泵利用技术降低了城市废热的排放,保护了环境, 是一项具有节能和环保意义的新技术, 有着广阔的应用前景。

一、水源热泵技术水源热泵是利用地球水所储藏的太阳能资源作为冷、热源，进行转换的空调技术。

水源热泵可分为地源热泵和水环热泵。

地源热泵包括地下水热泵、地表水（江、河、湖、海）热泵、土壤源热泵；利用自来水的水源热泵习惯上被称为水环热泵。

地能（地下水、土壤或地表水）作为水源热泵的冷热源，冬季把地能中的热量“取”出来，供给室内采暖，此时地能为“热源”；夏季把室内热量取出来，释放到地下水、土壤或地表水中，此时地能为“冷源”。

水源热泵技术的工作原理就是：通过输入少量高品位能源（如电能），实现低温位热能向高温位转移。

水体分别作为冬季热泵供暖的热源和夏季空调的冷源，即在夏季将建筑物中的热量“取”出来，释放到水体中去，由于水源温度低，所以可以高效地带走热量，以达到夏季给建筑物室内制冷的目的；而冬季，则是通过水源热泵机组，从水源中“提取”热能，送到建筑物中采暖。

我国地热资源总量98%以上是低温地热资源。

目前，我国众多的低温地热资源主要是直接利用于洗浴、采暖、种植、养殖、医疗、娱乐等方面。

虽然全国直接利用总量已达到2410MW，居世界各国前列，但利用水平和效率比较低，对于25-50℃温度段的能量利用率很差。

与锅炉（电、燃料）和空气源热泵的供热系统相比，水源热泵技术的优势体现在：锅炉供热只能将90%-98%的电能或70%-90%的燃料内能转化为热量，供用户使用，因此地源热泵要比电锅炉加热节省三分之二以上的电能，比燃料锅炉节省二分之一以上的能量；由于水源热泵的热源温度全年较为稳定，一般为10-25℃，其制冷、制热系数可达 3.5-4.4，与传统的空气源热泵相比，要高出40%左右，其运行费用为普通中央空调的50%-60%。

污水源（再生利用）热泵集中供热（冷）运行及能效的提高摘要：本文介绍污水源（再生利用）热泵的特点。

通过对空气、地源热泵、锅炉和污水源热泵的分析比较，显示了污水源热泵采暖系统的经济性、环保节能效果。

详细介绍西安大兴新区污水源（再生利用）热泵集中供热、冷系统组成、运行情况分析及提高利用率。

关键词：污水再生利用水源热泵；节能减排；低碳环保；高效经济一、污水源（再生利用）热泵系统特点与优势污水源（再生利用）热泵系统是利用城市污水（生活废水、工业废水、工业设备及生产工艺排放的废水），经过处理的污水，通过系统污水换热器与中介水进行热交换，通过中介水进入热泵主机，主机做功消耗少量的电能，机组在冬天将污水资源中的低品质热能“汲取”出来，由空调管网供给室内采暖系统（或生活热水系统）；夏天，将室内的热量带走，并通过空调水系统热交换，再释放到污水中，给室内制冷系统。

由于城市污水中所赋存的热能是一种可回收和利用的清洁能源，因此，利用其中的热能，是城市污水资源化利用的有效途径。

污水处理厂的出水量大，水质稳定，常年温度在 13～25℃，污水源（再生利用）热泵是以污水作为热源进行制冷、制热循环的一种空调设备；热泵机组具有热量输出稳定，COP值高，换热效果好等优点。

因此它具有广阔的发展前景，特别是对于北方冬季采暖，如西安城市排放污水，它的温度一年四季相对稳定，冬季比环境空气温度高，夏季比环境空气温度低。

这种介质温度特性使得污水源热泵比传统空调系统运行效率更高，节能和节省运行费用效果显著。

应该大力推广应用。

根据相关资料对不同供冷（供热）方式的经济分析费用比较，污水源热泵系统与传统的制冷加锅炉系统相比，可节约40％的运行费用，解决了锅炉采暖燃烧过程产生的排烟污染；供冷时省去了冷却水塔，避免了冷却塔的噪音；比空气源热泵系统节约30％；水源热泵系统的初投资为地源热泵的70％左右。

综合考虑初投资和运行费用等因素，污水源热泵系统的经济性、节能效果和环保效果最为显著。