污水源热泵的推广及应用
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污水源热泵及其发展趋势分析
污水源热泵(Sewage Source Heat Pump,简称SSHP)是一种利用污水中的热能来进行能源回收和利用的装置。
其工作原理与普通热泵相似,通过循环工质在低温区域(污水)吸收热量,然后在高温区域释放热量。
污水源热泵可以实现废热的回收利用,降低能源损耗,减少环境污染,对于节能减排具有重要意义。
污水源热泵具有以下几个优点:
1. 能源回收利用效率高:污水中含有大量热能,通过污水源热泵可以将这部分热能回收利用,提高了能源利用效率。
2. 可持续发展:污水是一种可再生能源,污水源热泵的使用可以将污水处理过程与能源回收利用相结合,实现可持续发展。
3. 环境友好:污水处理过程中产生的废热往往会被排放到大气中,污水源热泵的使用可以将这部分废热回收利用,减少了对环境的污染。
污水源热泵在市场上的应用还相对较少,但是随着节能减排政策的推进和能源使用结构的调整,污水源热泵的发展前景十分广阔。
以下是污水源热泵的发展趋势分析:
1. 技术进步:随着科技水平的不断提高,污水源热泵的技术也会不断更新和改进。
未来污水源热泵可能会采用更高效的热泵循环工质和更先进的控制系统,提高能源回收利用效率。
2. 政策支持:随着节能减排政策的不断推进,政府对于污水源热泵等清洁能源技术的支持力度会更大。
未来可能会出台更多的政策,促进污水源热泵在工业和民用领域的推广和应用。
4. 成本降低:目前污水源热泵设备的成本相对较高,限制了其大规模应用。
随着技术进步和市场竞争的加剧,污水源热泵设备的成本会逐渐降低,这将促进其在市场上的普及和推广。
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。
多米尼卡空气源热泵,全球首家STS质量追溯体系。
随着社会时代发展步伐的逐渐加快,我国的能源环境正在面临着严峻的考验。
据世界能源组织统计,全球能源在以每年5%的增长速度进行消耗着。
所以,对于我国建筑耗能大户暖通空调行业来说,寻找可再生新能源才是首要任务。
当今社会的科技发展日新月异,人们的生活水平也是正在处于稳步增长阶段,大量时代的产物油然而生,城市污水就是其中之一。
据调查,我国每年排放城市污水可达400亿吨左右,随着城市化进程的加快,污水排放量还将继续增加。
据了解,城市的低位废热约有40%潜在城市污水中,合理的回收这部分低位热量,将城市污水处理的水量和热量同时回收利用,既实现了城市废热的回收利用,变废为宝,同时又开发了一种新的可再生清洁能源的利用方式,为城市污水的资源化、低品位清洁能源开辟了新途径,可谓一举双得。
研究表明,城市污水具备水量大,温度适宜稳定,季节变化幅度小,冬暖夏凉等特点,因此可以作为良好的低位可再生能源。
原生污水源热泵是利用城市污水作为冷热源,根据污水冬季温度高于室外温度、夏季温度低于室外温度的特点,用换热器将污水中难以直接利用的热能提取出来,送入中介中,再传递给热泵主机,形成高温水用以冬季供暖。
这套系统还可以逆用的,用以夏季制冷。
作为地源热泵技术应用形式的一种,推广原生污水热泵技术是改变城市以燃煤为主的能源消费结构现状的一个有效途径,更为可再生能源的应用和发展拓展了新的空间。
众多项目得成功实施,证明了采用原生污水源热泵系统供暖制冷,节能率达到了30%~75%,真正实现了零排放,零污染,不向大气中排放任何废气、废物以及废渣,其投资费用与运营费用与传统方式相比也都降低了很多,大力开发每年可节煤上亿吨,这也将减少大量温室气体的排放。
如今,建设绿色生态文明已经成为了社会各界共同关注的焦点,污水源热泵系统汇聚了节能减排,低碳环保,可再生清洁能源利用等众多亮点于一体,为我国的节能环保事业的顺利进行奠定了良好的基础。
污水源热泵在北方应用的可行性分析一、概叙:污水源热泵是水源热泵的一种,它是依靠热泵机组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。
具有高效节能、绿色环保、安全可靠、一机多用等突出优点。
污水源热泵系统实现了城市废热的回收利用,变废为宝,是新型的可再生清洁能源利用技术,符合可持续发展、建设资源节约型、环境友好型社会的要求。
将水源热泵系统技术与城市污水结合,在扩大城市污水利用范围、拓展城市污水治理效益方面具有深远意义。
二、污水源热泵的特点与优势我国北方地区,冬季采暖主要是依靠煤、石油、天然气等石化燃料的燃烧来获得。
采暖与环保成为一对难以解决的矛盾。
城市污水是北方寒冷地区不可多得的热泵冷热源。
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,这种温度特性使得污水源热泵比传统空调系统运行效率要高,节能和节省运行费用效果显著。
原生污水源热泵机组以原生污水为热源,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,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。
它有以下特点:1.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,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。
我国年污水排放量达464亿m3,可节省用煤量0.33亿吨,以全国年总能耗30亿吨标煤计算,达到了1.1%,若按暖通空调的一次能源消耗量10亿吨标煤计算,达3.3%。
同时每年可减少排放量达72万吨。
2.高效节能冬季,污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。
浅析污水源热泵技术及应用发布时间:2022-10-19T06:09:11.787Z 来源:《科学与技术》2022年第11期6月作者:李君[导读] 随着碳排放对于气候变化影响的不断加剧,各国逐步推出退碳时间表,传统化石燃料在人们日常生活中扮演着不可或缺的角色李君天津佳源兴创新能源科技有限公司 300000摘要:随着碳排放对于气候变化影响的不断加剧,各国逐步推出退碳时间表,传统化石燃料在人们日常生活中扮演着不可或缺的角色,广泛应用于发电、取暖等环节,新型能源的开发利用迫在眉睫。
本文以污水源热泵作为研究对象,在简述污水源热泵的工作原理和分类的基础上,阐述了污水源热泵的优缺点,并就污水源热泵的应用进展进行详细分析,具备一定的现实指导意义。
关键词:污水源;热泵技术;技术及应用引言目前,全球能源危机席卷而来,并且传统化石能源燃烧产物排放对于全球气候影响逐渐显著,“碳达峰”、“碳中和”的提出加速了能源供给结构变革的步伐,人们更注重对于新型绿色能源的开发和利用。
我国人口数量巨大、工业化脚步不断加速,随着而来的生活污水和工业污水排放量也十分巨大,污水中蕴含着丰富的低位热能,对于污水热能的利用逐步成为业界学者的研究重点。
1 污水源热泵概述1.1 污水源热泵工作原理污水源热泵技术是由污水热能开发利用衍生而来的关联技术,其是利用生活污水和工业污水为能量提取的来源,仅仅通过少许的电能消耗,实现热泵机组中的循环介质的相态变化;在夏季,将室内的高温传递至水中,水温降低进而带着热量,冬季时从生活污水和工业污水中获取热量,借助热泵通过载冷剂提升温度后输送到室内,通过该方式达到根据不同季节进行制冷制热的效果[1]。
污水源热泵的工作原理如下图1。
图1 污水源热泵工作原理图1.2 污水源热泵分类污水源热泵的种类多样,分类标准也各有差异。
基于充分的文献调研,污水源热泵的分类标准共四类。
按照污水源是否经过污水厂处理可以分为两类,一类是未经过处理的污水直接来作为热源,其由于未经过处理、杂物繁多,极易造成污水源热泵系统的管路堵塞和结垢;二类是经过污水处理厂处理后的污水再作为热源,其虽然在一定程度上避免了污水中杂物对于污水源热泵系统管路的影响,但其由于污水厂到热能供给用户的距离较远,造成热量损耗较多。
污水源热泵供热的工程应用及分析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。
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。
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。
污水源热泵的推广及应用【摘要】本文主要介绍污水源热泵的推广及应用。
主要从污水源热泵的系统分类、工作原理及应用展开讨论。
污水源热泵的推广具有非常重要的意义。
因此特在此作简单阐述。
关键词:污水源热泵,城市污水,热源引言:水源热泵就是污水热能利用的一种形式。
它是以城市污水作为热源/热汇,通过消耗少量电能,在冬季把贮存于污水中的热能“提取”出来为建筑物供热;在夏季则把建筑物室内的热能“提取”出来,释放到污水中,从而降低室温,达到制冷效果的一种装置[。
随着我国人民生活水平的不断提高,空调和热水供应方面所消耗的能源显著增加,而这种能耗对温度的要求通常是在中低温区,对这部分能源的消费大多是通过燃烧煤、石油、天然气等获得高位能源来实现的,这不但浪费了大量的能源而且严重污染了环境。
在能源和环境备受世界关注的今天,城市污水热能作为一种新的可再生能源比以往任何时候更加受到重视,因为它能够满足这部分中低温的能源需求,如果能被充分的利用,则可节省大量的高品位能源,减少城市废气废热的排放,达到节能环保的效果,同时也是实现污水资源化的有效途径。
一、污水源热泵系统分类污水源热泵系统按照热泵机组机房的布置情况可分为集中式、半集中式和分散式的污水源热泵系统;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、以中水作为热源/热汇的污水源热泵系统。
按照污水和热泵中的热交换器是否直接进行热交换,可分为直接利用系统和间接利用系统。
污水源热泵直接利用系统是污水直接与热泵的热交换部分进行热交换,该系统多以中水作为热源,如图1示;而间接利用系统是指污水换热器将污水的热能传递给清水,清水再和热泵进行热交换,该系统一般以未处理的污水作为热源,如图2示。
直接利用方式的热能提取效率高,一般直接利用方式的节能率比间接利用方式高7%左右[2]。
图1水源热泵直接利用系统图2水源热泵间接利用系统二、系统工作原理城市污水处理厂二沉池排水温度随所在地理纬度不同有所变化,一般冬季为8~20℃,夏季为23~28℃。
污水源热泵及其发展趋势分析
污水源热泵是一种利用污水中的热能进行能量转换和利用的设备。
它可以通过吸热和释热的过程,将污水中的热能转移到室内空气或自来水中,实现供暖、制冷和热水供应等功能。
污水源热泵具有高效节能、环境友好等特点,被广泛应用于工业和民用领域。
污水源热泵的发展趋势之一是技术的进步和创新。
随着科技的不断发展,污水源热泵技术也在不断突破和改进。
一方面,传统的污水源热泵技术被优化和提升,提高了热泵的能效比和运行效果。
新型的污水源热泵技术不断涌现,如全热回收技术、废水预处理技术等,使得污水源热泵更加高效和可靠。
污水源热泵的发展趋势之二是应用领域的扩大。
过去,污水源热泵主要应用于工业领域,如污水处理厂、工厂排放口等。
但随着环保意识的提高和技术的改进,污水源热泵逐渐进入民用领域,如小区、学校、商务楼等。
污水源热泵也开始应用于农业领域,如温室大棚、养殖场等,为农业生产提供供暖和热水。
污水源热泵的发展趋势之三是政策和市场的支持。
政府部门对于环保和能源节约的重视,使得污水源热泵成为新的风口行业,得到政策和市场的大力支持。
一方面,政府出台了一系列的优惠政策,如补贴、税收减免等,鼓励企业和个人使用污水源热泵。
市场对于污水源热泵的需求也在不断增加,企业投资和生产的热情也高涨。
污水源热泵是一种具有巨大发展潜力的能源利用设备。
随着技术的创新、应用领域的扩大和政策市场的支持,污水源热泵有望实现更加广泛和深入的应用,为能源节约和环境保护做出更大的贡献。
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。
污水源热泵及其发展趋势分析
污水源热泵是一种利用污水作为热源,通过热泵的工作原理将低温热能提高到适宜使
用温度的设备。
它能够将废水中含有的低温热能转化为高温热能,从而节省能源,减少环
境污染。
目前,污水源热泵已经成为了当今节能环保技术中的一项重要技术。
相比传统的采暖、制冷系统,污水源热泵更加适用于城市中大型建筑物、商业综合体、医院、学校以及工业制造企业等高能耗场所。
污水源热泵的核心在于回收废弃热量进行再
利用,当大量人员或设备在室内运转时,废水中自然会释放出大量的低温热能,利用污水
源热泵可以将这些热能准确快速地回收起来,以避免浪费。
污水源热泵的节能效果显著,
能够实现能耗的显著降低,降低建筑物的运营成本。
随着环保意识的不断增强,污水源热泵的推广和应用越来越广泛。
随着技术的进步和
发展,污水源热泵的应用领域也不断扩大,除了建筑、酒店、商业和家庭等常见场所以外,污水源热泵还开始应用于规模更大的工业企业,如冶金、化工、轮胎、纺织等。
可以预见,随着未来节能环保政策的不断加强,污水源热泵将成为建筑能耗领域不可或缺的技术。
污水源热泵在应用过程中仍然面临着一些挑战和问题。
早期污水源热泵的性能参数和
技术指标相对较低,难以满足实际需求。
此外,污水源热泵的系统搭建和运行难度较大,
需要配合一定的专业知识和经验。
但是,在技术的不断进步和运营人员的不断提高技能等
方面,污水源热泵未来的发展前景广阔。
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。
污水源热泵及其发展趋势分析污水源热泵是一种新型的能源利用技术,其原理是利用污水中的热能,通过热泵技术将低温热能升温用于供热或制冷。
相比传统的空气源热泵和地源热泵,污水源热泵的优势在于能源利用效率高、环保性好、稳定性强、使用寿命长等方面,因此在城市建设和能源利用方面得到了越来越广泛的应用和推广。
污水源热泵的优点主要有以下几个方面:1. 能源利用效率高:污水源热泵能够将污水中的低温热能转化为高温的热能,一般能够达到300%以上的热效率,相比传统的采暖方式,能够节省能源消耗的同时保证供热质量。
2. 环保性好:污水源热泵利用的是再生能源,减少了对煤、油等化石燃料的使用,有助于减少对环境造成的污染和排放,对环保事业做出了贡献。
3. 稳定性强:污水源热泵的主要热源是污水处理厂污水,污水流量和温度相对稳定,能够保证热泵系统的运行稳定性。
4. 使用寿命长:污水源热泵的使用寿命长,一般可以达到20年以上,使用成本低,维护管理也相对简单。
1. 应用范围不断扩大:随着城市化进程的推进,越来越多的地区开始利用污水源热泵进行供热和制冷,特别是在污水处理厂的周边或者水体流域附近,利用污水进行能源回收已成为一种新的城市能源利用方式。
2. 技术不断升级:污水源热泵技术正在不断升级,包括热泵系统的优化设计、控制算法的改进、使用寿命的延长等方面,这些改进措施可以提高设备的性能、降低使用成本、减少维护费用。
3. 法律法规的支持:国家出台的能源节约政策对污水源热泵的发展提供了有利的政策环境,相关条例和标准的完善也将推动污水源热泵技术的进一步发展,促进其应用于更广泛的领域。
4. 国际合作加强:随着经济全球化进程的加快,国际合作将成为污水源热泵领域发展的重要推动力,各国之间可以分享技术与经验,加强合作共赢,促进全球环保事业的共同进步和发展。
综上所述,污水源热泵是一种非常有潜力的新型能源利用技术,具有优秀的节能与环保性能。
未来随着技术的不断升级和政策的支持,相信污水源热泵技术将得到不断发展,为城市建设和节能减排做出更大的贡献。
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%。
城市污水源热泵应用摘要:污水源热泵是以城市或工业污水作为提供和储存能量的冷、热源的空调系统。
文章介绍了污水源热泵的工作原理、性能特点及应用,且在未来具有较大的经济和社会效益。
关键词:污水源热泵、应用、性能自然界中存在着大量的不能为人类直接利用的低品位能源,它们广泛的分布在空气、土壤、地下水、地表水、生活污水、工业废水之中。
能源的紧张,让我们开始对这些低品位能源有了更多的关注。
它们中有许多都是可再生的能源,没有污染,而且可以源源不断的供给。
城市生活污水作为人类生活必不可少的附属品,蕴含着巨大的能量,可以成为优质的低温热源,冬暖夏凉,在采暖季和制冷季都能保证水温变化不大,受气候影响较小,同时污水的水量稳定,是污水源热泵的理想热源。
一、污水源热泵的工作原理污水源热泵就是以城市污水为提取和储存能量的冷、热源,借助压缩机系统,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。
根据污水和热泵中的热交换器是否直接进行热交换,污水源热泵可分为直接利用系统和间接利用系统。
污水源热泵直接利用系统是污水直接与热泵的热交换部分进行热交换,该系统多以处理水作为热源。
污水源热泵间接利用系统就是污水只和热泵前的热交换器及清水进行热交换,而清水再和热泵的热交换部分进行热交换,该系统多以未处理水作为热源。
直接利用方式的热能提取效率高,节能效果比增加一次换热要好,一般直接利用方式的节能率比间接利用方式高7%左右。
二、污水源热泵的性能特点1、环保效益显著热泵机组的运行没有任何污染,没有燃烧过程,避免了排烟、排污等污染。
供冷时省了冷却水塔,避免了冷却水塔的噪音、霉菌污染及水耗,同时热泵机组的运行不受天气和温度变化的影响,使用污水作为热泵水源,与地下水源相比,可以避免大量开采、回灌地下水对地下水造成的不良影响,起到保护水资源的作用。
2、高效污水源热泵机组可利用的水体温度夏季为10~20℃,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。
污水源热泵及其发展趋势分析
污水源热泵是一种利用污水源能量进行热水供应的热泵系统。
其原理是通过将污水中的热能提取出来,通过热泵循环系统进行加热或制冷。
污水资源丰富,具有较高的能量密度,可以为热泵系统提供稳定可靠的能源,因此污水源热泵在热水供应领域具有广阔的应用前景。
目前,污水源热泵已经在一些城市和工业区得到了应用,并取得了一定的成效。
具体应用形式包括将污水直接作为热能源,通过提取污水中的热能来进行供热或制冷;或是将污水与其他能源(如地热、太阳能等)进行混合利用,提高系统的能源利用效率。
这些系统可以用于家庭、商业和工业用途,可以为居民和企业提供稳定、可靠、环保的热水供应。
目前的污水源热泵系统还存在一些问题和挑战。
污水的温度和浓度变化较大,这对系统的稳定性和热能提取效率提出了要求。
污水中含有大量的杂质和有害物质,如污渣、病菌等,对系统的运行和热交换器的使用寿命造成了一定的影响。
为了克服以上挑战,污水源热泵系统需要不断进行技术升级和改进。
需要改进热泵循环系统的设计,以适应污水的温度和浓度变化。
需要研发新型的热交换器材料和技术,提高系统的热交换效率并减少对系统的污染和损坏。
还可以通过装置预处理系统,对污水进行初步处理,减少对系统的影响。
随着环保意识的不断增强和政策的支持,污水源热泵系统的发展前景依然广阔。
政府可以出台相关政策,鼓励和支持绿色能源的发展和应用。
科研机构和企业可以加大研发投入,推动热泵技术的创新和推广,并加强与国外先进技术的交流与合作。
通过共同努力,污水源热泵系统有望成为热水供应领域的重要技术,为建设节能环保的社会做出贡献。
污水源热泵的推广及应用
【摘要】本文主要介绍污水源热泵的推广及应用。
主要从污水源热泵的系统分类、工作原理及应用展开讨论。
污水源热泵的推广具有非常重要的意义。
因此特在此作简单阐述。
关键词:污水源热泵,城市污水,热源
引言:水源热泵就是污水热能利用的一种形式。
它是以城市污水作为热源/热汇,通过消耗少量电能,在冬季把贮存于污水中的热能“提取”出来为建筑物供热;在夏季则把建筑物室内的热能“提取”出来,释放到污水中,从而降低室温,达到制冷效果的一种装置[。
随着我国人民生活水平的不断提高,空调和热水供应方面所消耗的能源显著增加,而这种能耗对温度的要求通常是在中低温区,对这部分能源的消费大多是通过燃烧煤、石油、天然气等获得高位能源来实现的,这不但浪费了大量的能源而且严重污染了环境。
在能源和环境备受世界关注的今天,城市污水热能作为一种新的可再生能源比以往任何时候更加受到重视,因为它能够满足这部分中低温的能源需求,如果能被充分的利用,则可节省大量的高品位能源,减少城市废气废热的排放,达到节能环保的效果,同时也是实现污水资源化的有效途径。
一、污水源热泵系统分类
污水源热泵系统按照热泵机组机房的布置情况可分为集中式、半集中式和分散式的污水源热泵系统;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、以中水作为热源/热汇的污水源热泵系统。
按照污水和热泵中的热交换器是否直接进行热交换,可分为直接利用系统和间接利用系统。
污水源热泵直接利用系统是污水直接与热泵的热交换部分进行热
交换,该系统多以中水作为热源,如图1示;而间接利用系统是指污水换热器将污水的热能传递给清水,清水再和热泵进行热交换,该系统一般以未处理的污水作为热源,如图2示。
直接利用方式的热能提取效率高,一般直接利用方式的节能率比间接利用方式高7%左右[2]。
二、系统工作原理
城市污水处理厂二沉池排水温度随所在地理纬度不同有所变化,一般冬季为8~20℃,夏季为23~28℃。
冬季供热运行时,废水经旋转式连续过滤除污器(1)净化后,由污水提升泵(2)加压流经污水源热泵专用蒸发器(3),在蒸发器内,废水中的热焓被进入蒸发器(3)的低温液态工质汽化吸收。
废水温度降5~7℃后回放至排水口排放,或进入中水处理装置处理后另做它用。
在蒸发器(3)内汽化后的低温工质气体经吸气管进入压缩机(4),经绝热压缩后变为高温高压工质过热气体,并经排气管进入污水源热泵专用冷凝器(5),在冷凝器(5)内,采暖(空调)系统的回水,吸收高温高压工质气体的汽化潜热温度升至
50~55℃后向用户供热,而高温工质气体则冷凝为液态,经节流后再进入蒸发器(3),重复上述过程,不断地吸收废水中的热量。
夏季供冷时,系统水路进行切换,即空调系统水进蒸发器(3),降温后供向用户,污水进入冷凝器,升温后将热量带走排放掉。
热能提取技术特性
与地温水源热泵系统所利用的地下水相比,城市污水的水质较差,其悬浮物的淤塞及腐蚀远大于地下水,所以,回收利用城市污水热能的系统必须采取相应的技术措施,否则将无法正常运行。
(1)必须设置污水利用的前处理装置,以解决热泵蒸发器、冷凝器的淤塞处。
因为目前国内污水处理厂大部分采用“生物化学法”处理城市污水,其二沉池排放水中存有较多的悬浮物,且具有一定的粘性,特别是在冬季,当水温较低时,废水中的生物菌活力差,菌胶团聚胶能力下降,不易沉淀,极易淤塞蒸发器通过采用旋转式连续过滤除污器装置,可有效地去除污水中的悬浮物。
该装置由一个大的空心轴和圆筒过滤网组成。
污水进入过滤槽内经过滤网过滤后由空心轴中流出,而附着在网上的悬浮物则由除污刮板刮落于槽下集中排出。
(2)热泵机组的换热表面必须采用特殊材质,以解决腐蚀处。
传统的热泵机组换热器一般采用铜管换热,其导热性好,但是,铜管对污水中的酸、碱、氨等的抗腐蚀能力相对较弱。
试验证明采用铜管合金做污水源热泵的换热管是最佳选择,其使用寿命是铜管的
3倍。
(3)必须采用特殊结构形式的换热器,以适应污水热能回收利用的需要。
普通水源热泵机组的蒸发器,一般采用“干式”结构,即水源走换热管处的壳程,其流速为0.2~0.5m/s。
由于污水中悬浮物多,在如此低的流速下,悬浮物极易沉积在传热管的外表面,而传热管在管壳内又为叉排布置组成的管束,多达上百根,间隙又很小,清洗十分困难,根本无法正常运行。
在污水源热泵专用蒸发器中,污水是走传热管内,其流速为
3m/s,因此,悬浮物难以沉积,即便长时间运行略有沉积的话,也便于清洗,只需采用相应规格的管刷,在传热直管内做几次往复运动即可。
污水源热泵专用冷凝器与常规冷凝器不同之处在于,没有内置油分离器。
因为在蒸发器中,制冷剂走的是壳程,空间大、流速低,混入制冷剂中的油难以通过制冷剂带回压缩机内,所以,必须在冷凝器中将油分离出去。
此项工艺十分重要,它直接关系到污水源热泵机组能否正常运行。
三、污水源热泵的应用优势
虽然污水源热泵在我国还处于试验和探索阶段,但已经显示出它的优越性,主要表现为:
(1)环保效益显著。
污水源热泵属于低品位能源的循环利用,没有燃烧过程,不存在固体废弃物、有害气体和烟尘的排放等污染。
供冷时省去了冷却塔,避免了冷却塔的水耗、噪音及霉菌污染。
与地下水源相比,可以避免大量开采、回灌对地下水和地质状况造成的不良影响,起到保护水资源的作用。
(2)高效节能。
城市污水相对稳定的流量和适宜的温度,使得污水源热泵机组能够高效稳定地运行且运行费用仅为普通中央空调
的50%~60%。
污水源热泵系统的制冷、制热系数可达3.5~4.4,比传统的空气源热泵要高出40%左右;与用电锅炉相比,节省2/3以上的电能,比燃料锅炉节省1/2以上的能源[5]。
(3)一机多用,节省初投资。
一套设备既可供冷,还可供热和提供生活热水。
对空调系统来说,由于提供两种热源,可节省一次性投资,其总投资额仅为传统空调系统的70~80%[6]。
与地下水源热泵相比,不但节省了抽水井和回灌井的基建投资,还能够节省抽水和回灌的运行费用;相比土壤源热泵节省了土地和投资费用。
四、污水源热泵在应用时需注意的问题
污水源热泵确实有其优越性,但由于污水水质及分布的“特殊性”,在应用于实际工程时应注意并有效解决以下问题:
(1)污水清洁技术的选择。
污水水质较差,杂质含量较高,容易出现阻塞、腐蚀、结垢等问题,因此从污水中经济回收能量的关键就是选择合适的污水处理技术,保障热泵系统的进水水质。
(2)优化设计污水换热器。
污水水温冬季相对较低,为提高机组蒸发器进水温度,应尽可能减小换热温差。
板式换热器的换热温差
最小(传热系数3500w/m2℃),但对水质的要求较高;盘管浸没式对水质要求较低,但换热温差最大(传热系数250w/m2℃)。
因此,较多采用壳管式换热器或螺旋板式换热器(换热温差2~3℃,传热系数为1600w/m2℃)[7]。
(3)系统形式的选取。
污水源热泵的布置受污水管网、污水温度和污水量分布的影响,在用于区域供热供冷时,是在靠近污水干管的地方取用未经处理的污水还是使用污水处理厂的二级出水或中水,是采用集中式、半集中式还是分散式的系统,这都要进行总体规划布局,并在项目建设时核算负荷,进行技术经济比较分析,选用最佳系统形式。
(4)供水温度与末端设备的匹配。
不同的末端设备所需的供水温度是不同的,一般的热泵系统冬季时提供的水温为45~50℃,只能满足风机盘管和地板采暖的用户;而散热器一般要求进水温度为70℃以上,热泵的出水温度不能满足该类用户的需求。
因此,用户为散热器采暖时需在污水源热泵的后面再加一级高温热泵,在冬季时,将污水源热泵的出水温度从45~50℃提升到70℃以上。
(5)污水的水源水温和保证性[8]。
污水水温与城市所处的位置、城市的生活水平、城市污水的水量和构成(工业污水与生活污水的比例)及季节等诸多因素都有关,污水源热泵要求冬季进口水温最好不低于10℃,所以应对城市污水的水量和水温的全年变化情况进行详细的调查和分析。
当污水源热泵用于大面积区域供热供冷时,
还应考虑是否需要设置蓄热池,冬季是否需要备用锅炉。
七,结束语
污水源热泵的推广及其应用是人类历史上的伟大创造,在人类的生活中占据了不可或缺的地位。
污水源热泵具有节约能源、创新环保、污水循环再利用、经济适用等特点,是节能减排技术之一,随着人们生活水平的不断提高和环保意识的逐渐增强污水源热泵将会得到广泛应用。
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