污水源热泵在某工程中的应用

0引言近年来，随着我国经济的迅猛发展和城市建设步伐的加快，建筑采暖空调的普及率快速提高，导致暖通空调能耗急剧增长，由此带来的生态污染与环境破坏也日趋严重。

在保护和利用好现有资源的基础上，世界各国积极努力地寻找着解决目前资源短缺和保护环境不再恶化的措施。

其中，利用污水源热泵就是其中最有力的措施之一[1]。

城市污水源热泵具有环保、节能、节水、减排温室气体等诸多优点，恰好符合了“大力发展循环经济，建设节约型城市”的要求[2]。

本文对呼和浩特市伟业大厦这一国家可再生能源示范项目进行研究分析，以期城市污水源热泵技术在内蒙古其他地区得到更加广泛的推广与应用。

1呼和浩特市污水处理厂状况及污水特征城市污水的处理量在某种程度上标志着城市污水热能的贮存量，为了使污水排放设施适应城市的发展，提高管网普及率和污水处理率，尽快改善城市水环境，呼和浩特市政府把城市污水排水工程系统改造作为一项重要工作在过去的“十一五”期间已落到了实处。

目前已改建完成的污水处理厂有：辛辛板污水处理工程、章盖营污水处理厂、公主府污水处理厂和如意白塔污水处理厂。

呼和浩特市辛辛板污水工程一期工程为5万m 3/d 一级处理，二期工程污水处理能力达到10万m 3/d ，并由一级处理提高到二级处理，三期工程不仅将污水处理能力提高到15 万m 3/d ，而且还新建了4.2万m 3/d 污水深度处理系统，经再次处理的污水可在特定场合二次使用[3]。

呼和浩特市各污水处理厂状况及污水特征参数见表1。

随着经济的较快增长及城市化进程的加快，呼和浩特市污水排放量将会持续保持增加。

污水处理厂大都采用的是二级生化处理技术，出水水质较好，适用于污水源热泵系统的建设。

污水源热泵系统冷热源的选择除直接引用经污水处理厂处理后的污水之外，还可引用项目所在地附近的原生污水管道中的城市原生污水。

近年来随着污水源热泵系统防除污设备及技术方案的日趋成熟，城市原生污水作为蕴含着巨大热量的低位冷热源也得到了充分的利用。

污水源热泵在公建中的实际应用发布时间：2023-02-27T08:12:39.080Z 来源：《城镇建设》2022年第5卷19期10月作者：王迪付强强邓坤盛[导读] 随着城市规模的扩大和居民生活条件的改善，城市污水量急剧增加。

王迪付强强邓坤盛中建八局第四建设有限公司山东省青岛市 266000摘要：随着城市规模的扩大和居民生活条件的改善，城市污水量急剧增加。

城市污水含有大量低位热(冷)能资源，污水源热泵技术能有效提取这些低位热(冷)能用于城市供暖(冷)。

基于此，本文详细论述了污水源热泵在公建中的应用。

关键词：污水源热泵；公建；应用污水源热泵利用污水处理厂出水量大，水质稳定，常年温度在13～25℃的特点，以污水作为热源制冷、制热循环的一种空调装置。

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。

一、污水源热泵污水源热泵是指从城市生活排放掉的废水或在工业生产中受到污染的水源中提取热量，转换成可利用清洁能源来实现对用户夏季制冷冬季供暖的热泵系统。

污水源热泵系统与其他热泵系统工作原理相似，主要是水源热泵机组的基础上加上污水换热装置。

二、城市污水可利用能量某工程总建筑面积304065mm2，冬冷夏热，四季分明。

工程要求夏季制冷，冬季供暖，最大空调冷负荷约15340kW，最大空调热负荷约9315kW。

根据工程冷热负荷，考虑到污水输送距离及现有污水泵站和本项目的地理位置，选择的污水提升泵站距离本项目约0.8km，日均污水流量17.95万m3/d，日均最大污水流量23万m3/d。

目前泵站有8台250kW泵，6用2备，总提升能力为11200m3/h。

根据污水流量实测统计，泵站年平均日流量为97572.46m3，小时流量为4064.20m3，小时最小流量为2556m3。

夏季污水平均温度为25℃，冬季污水平均温度约为14℃，根据观测，最低温度为12.7℃。

满足水源热泵中央空调系统在制热工况水温12～22℃，制冷工况水温18～30℃要求。

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应用实例在笔者了解及经历的本地各项污水源热泵工程实例中，以下几项较有代表性，简要介污水源热泵的应用及思考新疆市政建筑设计研究院有限责任公司胡昕提要：本文简要介绍了乌鲁木齐市及周边地区四个有代表性的污水源热泵工程实例，通过对其应用中各种问题的讨论分析，提出了污水源热泵系统在应用中所受到的条件限制和应对措施，总结出它在不同条件下的适用范围和应用方法，以利于推广和充分利用。

关键词：污水源热泵；污水；中水；热泵机组DOI编码:10.16641/11-3241/tk.2021.01.014Application and Thinking of Sewage-Source Heat PumpXINJIANG MUNICIPAL ARCHITECTURAL DESIGN INSTITUTE LTD.Hu XinAbstract:This paper briefly introduces four representative examples of sewage-source heat pump engineering in Urumqi and surrounding areas，and through the discussion and analysis of various problems in its application，this paper puts forward the restrictions and countermeasures of sewage-source heat pump system in the application，and summarizes its scope and method of application under different conditions，so as to promote and make full use of it。

污水源热泵系统工程技术的实际应用在众多新能源技术当中，城市污水源热泵系统拥有着巨大的发展潜力。

污水源热泵技术主要利用城市污水作为冷热源，借助压缩机系统，消耗少量电能，在冬季提取存于水中的低位热能用来供热，夏季把提取室内的热量释放到水中，从而达到降低室温的效果。

目前，该技术在国内许多建筑领域已经投入使用，设备运行稳定，节能环保效果显著。

下面主要为大家介绍一下污水源热泵系统工程技术的实际应用情况。

原生污水源热泵系统在实际工程中的运用主要包括以下几方面：污水水质条件污水水质的优劣对于原生污水源热泵系统产生的影响并不大，换热器防堵塞、防腐蚀、防污染等技术问题才是影响系统是否能够正常运行的关键，经过北京瑞宝利在污水源热泵领域反复研究与探索，最终突破瓶颈，研发出原生污水源可直接进热泵机组的重大突破。

公司自主研发原生污水源热泵空调成套系统成功的解决了城市原生污水对设备和管路的堵塞和腐蚀等世界性难题，使大规模应用原生污水作为原生污水源热泵冷热源成为现实。

污水水量条件调查表明，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。

城市污水水量变化主要是生活污水水量的变化，主干渠变化较小，中性干渠变化一般，小干渠变化较大。

污水水量应保证满足冷热负荷下的污水取水量要求。

通过对市政管线污水量进行监测，测定其在不同时间段的水量，以及最大流量和最小流量。

要保证系统水量的稳定供给，满足系统的可靠性。

原生污水源热泵系统整个原生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。

虽然间接利用方式在一定程度上降低了竟如热泵机组的水温条件，降低了机组的运行效率，但考虑污水是取自城市污水管线内的原生污水，具有腐蚀性和结垢性，从注重系统能够的安全可靠方面着想，综合分析两种利用方式的优缺点，进行分析。

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。

某大型间接式污水源热泵工地进程案例一、项目背景随着全球能源危机的严峻形势，节能环保已成为各国共同努力的目标。

而污水回收利用作为一种可再生能源的利用方式，被广泛应用于各个领域。

大型间接式污水源热泵工地的建设，旨在利用污水的热能，减少能源的消耗，实现绿色建筑的理念。

二、项目概述1.建设阶段：包括土地准备、施工设备搭建、管道连接等工作。

（1）土地准备：清理现场，确保施工的顺利进行。

主要包括清除杂草、平整场地等。

（2）施工设备搭建：根据设计方案，搭建热泵设备及相关设备，包括热交换器、泵站等。

（3）管道连接：按照设计方案，进行污水管道与热泵设备的连接。

确保污水能够顺利流入热泵设备，并使热能能够有效转化为热水。

2.运营阶段：包括工地的日常运营、维护等工作。

（1）日常运营：监测热泵设备的运行情况，及时了解污水的处理效果，并采取必要措施保证工地的正常运行。

（2）维护：定期对热泵设备进行检修、维护，确保设备的高效运行。

三、项目实施过程1.土地准备阶段：清理现场，确保施工的顺利进行。

工作人员清除了现场的杂草，平整场地，为后续的施工设备搭建工作做好了准备。

2.施工设备搭建阶段：根据设计方案，搭建热泵设备及相关设备。

首先进行的是热泵设备的搭建，确保热泵能够正常运行。

然后进行热交换器、泵站等设备的搭建工作，保证污水与热泵设备的管道连接。

3.管道连接阶段：按照设计方案，进行污水管道与热泵设备的连接。

工作人员进行了细致仔细的管道连接工作，确保污水能够顺利流入热泵设备，并使热能能够有效转化为热水。

4.日常运营阶段：工地的日常运营工作主要包括监测热泵设备的运行情况，及时了解污水的处理效果，并采取必要措施保证工地的正常运行。

5.维护阶段：定期对热泵设备进行检修、维护。

工作人员进行了热泵设备的维护工作，保证设备的高效运行。

四、项目成果该大型间接式污水源热泵工地的建设，使得污水能够有效处理，热能能够得到有效利用。

通过热泵设备，将污水中的热能转化为热水，为工地提供热水需求，减少了传统能源的消耗。