污水源热泵系统与集中供热系统对比

集中供热+分体空调与水源热泵制冷供暖方案比较一、项目概况郑州市技术监督局办公楼位于西开发区，该办公楼总建筑面积约9000平米，现予考虑面积为5000平米。

需解决夏季空调制冷，冬季供暖问题，全年保持室温在18℃-25℃。

二、制冷供暖解决方案1、集中供热+分体空调方案利用分体空调实现夏季制冷，冬季供暖考虑城市集中管网集中供热，在房间内设置暖气片系统。

2、水源热泵方案该方案要求在建筑物附近打两口井，井深100米，两口井工艺相同，互为备用，井水100%回灌，保持地下水资源稳定，利用井水作为冷热源，水源热泵机组夏季制冷，冬季供暖满足办公楼要求。

三、负荷计算及机组1. 设计依据、范围及原则本方案包含办公楼的空调制冷供暖系统，包括冷热源、设备选型及末端系统方案。

能够实现夏季制冷，冬季供暖。

2. 空调冷热负荷计算考虑到该建筑主要为办公室，根据国家相关标准和我们的实际工程经验，建筑总冷负荷约为540KW，建筑总热负荷约为400KW。

3. 机组设备选型及技术参数选择方案时应该考虑节省投资和保障该建筑正常制冷供暖要求。

水源热泵机组设计装机容量为543KW，配置水源热泵机组LWP1800壹台。

四、与水源热泵机组的特点1、集中供热+分体空调的特点（1）集中供热+分体空调形式技术稳定成熟，运行效果稳定（2）分体空调分户设立，各室可单独开机，满足各科室不同需求。

（3）供热时间及效果受制于供热管网，夏季制冷时耗电量较高。

（4）暖气片系统占据较大室内空间，增加装修费用；分体空调悬挂于室外影响整个建筑外造型，不够每管。

（5）分体空调使用寿命一般为8-15年，供热与制冷两套系统每年维修量较大。

2、水源热泵的特点水源热泵机组以水为载体，冬季采集来自湖水、河水、地下水及地热尾水，甚至工业废水、污水的低品位热能，借助热泵系统，通过消耗部分电能，将所取得的能量供给室内取暖；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。

该机组具有设计标准、选择优良、操作简便、安全可靠等优点。

水源热泵采暖方案及与集中供热采暖比较一、可以采用的采暖热源方案本方案仅就该区域可以采用的集中供热和水源热泵供热二种采暖热源方案的特点和经济性进行说明、分析和比较，为业主提供参考。

二、集中供热现状目前，石家庄市集中供热的能力已经饱和，市区内不少地方不能被集中供热覆盖，由于城中村的改造以及市内和城郊结合部大量住宅、商用建筑建设速度迅猛，集中供热能力的缺口越来越大，集中供热的质量逐年下降，据我们了解，以后集中供热的接口费和采暖费会有较大幅度提高。

今后集中供热的发展就看政府将来的规划和决心以及电厂的投资方向了。

三、水源热泵采暖和空调的原理以采暖为例，水源热泵是指能够从温度比较低的地下水中提取热量并将其移送到温度比较高的采暖用低温热水中的装置。

水源热泵的工作原理如图所示。

图中，按照水源热泵供热原理，系统可分为井水侧和用户侧，井水侧由出水井和潜水电泵、水源热泵机组的井水侧、井水管路、回灌井等组成，用户侧由水源热泵机组的用户侧、低温热水循环管路、循环水泵和采暖用户等组成。

井水（比如为17℃）在潜水电泵的驱动下由出水井通过井水管路进入水源热泵机组的井水侧将热量（热量为Qd）传给水源热泵机组的低压工作物质，工作物质吸热后由低压液体变成低压蒸汽，井水失去热量后温度降低（比如为9℃或更低），然后从回灌井再回灌回到地下；水源热泵机组的压缩机在输入电能（能量为W）的驱动下使工作物质蒸汽升压升温（比如为50℃），同时电能变成等量的热量（Q=W）加热工作物质。

采暖回水（比如为37℃）在水源热泵机组的用户侧吸收（Qd+Q）的热量后温度升高（比如为45℃），然后在循环泵的驱动下供给采暖用户并将热量Qg=（Qd+Q）移送给采暖用户，工作物质失去热量后由高压蒸汽变成高压液体，高压液体经膨胀阀降压成低压液体后又回到水源热泵机组的井水侧。

一般有Qd=4W=4Q,而Qg=（Qd+Q）=5W=5Q。

即采用水源热泵消耗1kWh(俗称1度)的电量可以供给用户5kWh左右的热量。

污水源热泵地源热泵与空气源热泵的比较污水源热泵系统与传统换热器相比的优越性就是污水源热泵以城市污水做为室内制冷供暖的冷热源，在消耗少量电力的情况下通过污水源热泵系统内部的热泵做功，将污水中的冷热能传递到室内以满足人类的需求。

污水源热泵系统既可以采暖又能够制冷，可以说是一机两用，在很大程度上帮助现代企业降低了运营成本，而且采用污水做为建筑物取暖制冷的能源，同传统的依靠煤炭和地下水来采暖制冷相比，节能而且环保。

污水源热泵系统与空气源热泵，电锅炉煤炭采暖，地源热泵采暖制冷相比较：1.同空气源热泵系统相比较污水源热泵系统与空气源热泵相比，避免了空气源热泵冬季需要定时的结霜和除霜问题，由于污水的内部温度相对来说一年四季都处于一个比较平稳的转台，因此污水源热泵系统的工作性能相对也是比较稳定。

一般情况下热泵的制热制冷系数可以达到5～6，这个制冷制热系数是在产生相同冷热能的情况下所消耗的能量要比空气源热泵节省42%-45%. 2.同地下水水源热泵相比较污水源热泵系统与地下水水源热泵相比较而言，好处是采用污水作为能源因而避免了从地下水中抽取水资源，因此也就不必浪费大量的精力和物力考虑和解决废水回灌的问题，这就在解决了打井基建的同时，还能够节省后期抽水和废水回灌的运行费用。

而且还可以避免由于回灌不当而引发的地下水资源破坏等问题。

3.与电锅炉和燃煤锅炉相比较与电热锅炉相比，污水水源热泵是借助电力来驱动内部热泵进行做功，产生相同冷热能的情况下，其消耗的电能相比之于电锅炉可以节省电能将近65%，比燃料锅炉也要节省出1／2的能源。

传统的锅炉燃烧会产生大量的有害气体，因而容易对大气造成破坏，而污水源热泵系统采取污水进行换热与其相比更加环保而且节能而且还能避免由于使用传统锅炉造成的大气污染，具有良好的环保效应。

污水源热泵系统的利用一般有两种方式，一种是是直接利用，就是污水直接进入热泵机组内部进行换热后在将冷热能传递给室内；而是间接利用方式，间接利用方式通常是污水先流经污水换热器进行换热，换热后在有热泵将冷热能传递到室内。

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。

水源热泵与传统系统对比分析根据XXX住宅小区实现“绿色、环保、节能”的建设目标，周边有可以利用浅层地下水资源的优势，分析了选用水源热泵机组作为住宅小区内住宅空调系统的冷热源，以浅层地下水作为水源热泵机组冷热源的可行性。

并对水源热泵的技术与经济性进行了分析，与常规空调系统冷热源（燃气锅炉+冷水电制冷机组）进行了分析比较。

结果表明，水源热泵机组初投资较常规空调系统没有劣势，且运行费用低，说明水源热泵空调系统是一种绿色、环保、高效、节能的空调系统，可以作为该住宅小区集中空调形式的首选。

一水源热泵介绍水源热泵空调系统是一种可以利用地球表面浅层水源（如地下水、河流和湖泊），和人工再生水源（工业废水、中水、地热尾水等）的既可供热又可制冷的高效节能中央空调系统。

水源热泵通过输入少量的高品位能源（如电能），实现低品位热能向高品位热能的转移。

将水体和地层蓄能作为冬、夏季的供暖热源和空调冷源，即在冬季，把水体或地层中的热量“取”出来，提高温度后，供给室内采暖；夏季，把室内的热量“取”出来，释放到水体和地层中去。

水源热泵系统60 年代开始在美国提出之后，经过40多年不断改进和发展，技术日趋成熟，其产品已商品化，迄今已经在北美建筑中应用了40 多年。

自80 年代以来，我国采用水源热泵空调系统的建筑也逐年增多。

目前，在全国各区域均有工程实例，例如北京奥运村、顺义鲜花港、沈阳泰宸湖畔佳园、、桂林桂湖饭店等。

水地源热泵因具有“绿色、环保、节能”的优势，在我国的推广应用前景十分广阔。

二工程概况该住宅小区总规划建筑面积86960m2，其中，住宅面积41645 m2，住宅户数476户，为该地区建筑节能以及可再生能源利用工作示范项目，通过示范展示住宅建筑节能、可再生能源利用的综合效益。

三水源热泵空调系统冷热源方案和可行性分析3.1 空调系统冷热源方案本工程水源热泵系统原理：冬季，工质通过热泵系统的蒸发器从地下水中吸收热量，再通过热泵系统的冷凝器加热空调系统的循环水，向用户供暖。

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。

精品文档中央空调系统形式介绍1.1传统中央空调形式传统的中央空调有空气源热泵（风冷机组）+辅助电加热和水冷冷水机组+锅炉或热力管网两种形式。

空气源热泵（风冷机组）和水冷冷水机组在制冷时都是把房间的热量向室外空气排放，受室外气温因素影响太大，其制冷量随室外空气温度升高而降低，尤其在高温高湿地区，机组制冷性能极不稳定，效率低下,有时甚至不能工作。

在制热时，空气源热泵当室外温度降到零度以下时需加辅助电加热装置，耗电量大，效率很低;而水冷冷水机组+锅炉这种空调形式，在供热时需用电锅炉或燃煤、燃油锅炉，污染严重，运行费用昂贵。

1.2 水源热泵中央空调水源热泵中央空调分为地下水源热泵和地表水热泵两种形式。

1.2.1 水源热泵水源热泵的概念水源热泵技术是一种利用地球表面或浅层水源（如地下水、河流和湖泊），或者是人工再生水源（工业废水、地热尾水等）的低温低位热能资源，采用热泵原理，通过少量的高位电能输入，实现低位热能向高位热能转移，既可供热又可制冷的高效、环保、节能的空调系统。

水源热泵原理地球表面浅层水源（一般在 1000 米以内），像地下水、地表的河流、湖泊和海洋中，吸收了太阳进入地球的相当的辐射能量，并且水源的温度一般都十分稳定。

水源热泵技术的工作原理就是：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。

通常水源热泵消耗 1kW 的能量，用户可以得到 4kW 以上的热量或冷量。

水源热泵的分类当利用的对象都是水体和地层（含水地层）的蓄能，而且都是以水作为热泵机组的冷热源，都可以将之归类为水源热泵系统。

水源热泵可以分为地下水源热泵以及地表水源热泵。

地下水热泵系统，也就是通常所说的深井回灌式水源热泵系统。

通过建造抽水井群将地下水抽出，通过二次换热或直接送至水源热泵机组，经提取热量或释放热量后，由回灌井群灌回地下。