轻一工一设一计ｌ ２０ｌ 年第ｏ２期 暖通空调 呼和浩特市原生污水源热泵系统的 应用与经济效益分析 高晓云 徐向荣 王科 （内蒙古工业大学土木工程学院，内蒙古呼和浩特０１００５１） 摘要：本课题根据呼和浩特地区冬季采暖期长，用能量大的特点，选择城市污水作为热泵系统的冷／热源，通过热泵系统回收污 水中的余热，并把余热作为建筑的冷，热源进行夏季供冷，冬季供暖。经调查，呼和浩特市城市原生污水水温，冬季在１２～１４℃之 间，夏季在２０～２５ 之间，具有冬暖夏凉的特点，本文将对原生污水源热泵系统在呼和浩特地￣－＇２－共建筑中的应用进行一定的研 究与应用分析，以期这一技术在内蒙古其它地区得到一定程度的推广应用。 关键词：新能源；污水源热泵；经济分析 前言 呼和浩特地处北方，气候寒冷，长达半年的采暖期，使得这一地 区不可避免的面临着长期大量用能的需求和保护环境的双重问题。 因此积极寻求像地热、太阳能、污水等这样的低位能源，并通过一定 技术手段使其资源化，以逐步实现可再生清洁能源的规模化利用， 呼和浩特地区有着积极深远的意义。污水的热能利用本身就是 “减量化”使用清洁水源，“再利用”污水中赋存的余热，“资源化”城 市污水，是以资源的高效利用和循环利用为核心原则，在本质上是 生态经济。全国很多地区，尤其是东北地区各主要城市有很多污水 源热泵工程已投入运行呼和浩特伟业大厦（公共建筑）示范项目对 污水热能的应用将对内蒙古全区今后各项节能措施都起到一定的 示范和推广作用。 １＿丁程概况 内蒙古伟业大厦原生污水源热泵空调系统是国家在内蒙古地 区可再生能源示范项目。该项目是集商业、酒店、客房、办公、公寓为 一体的综合性商厦，占地面积６３８７ｍ ，总建筑面积３６０００ｍ ，以城市 原生污水作为热泵系统的冷 源，冬季采暖建筑面积为３６０￣ｍ ， 夏季空调建筑面积为】９０００ｍ：。热泵机房位于建筑物地下二层。 ２污水水源情况 进入新世纪以来，呼和浩特始终保持旺盛的发展态势，经济增 长速度位列全国２７个首府城市前列。随着城市人口和工业企业数 量的增加，规模化的供水量随之增多，污水排放量也相应增加。以 ２００７年为例，呼和浩特市工业和综合生活用水产生的总排水量为 １．７３亿 ，有着可观的排水量，如充分利用污水中蕴藏的低温余热 对实现水资源可持续利用是一项重要措施，不但可以减少污染还可 以增加水资源利用率。 本设计中考虑到输送热量所需的能耗，为提高整个系统的经济 性污水点取在尽量靠近热泵的地点。本项目利用乌兰察布路污水主 干渠中的污水，污水市政干管直径１￣０ｍｍ，污水干渠距离建筑大约 １００米处。污水流量重点查看高峰负荷期的最大和最小流量以及污 水平均流量，项目初期对污水量进行了实测，测试情况如下。 ２．１污水流量 从实地勘测的连续几天（高峰负荷期７月）的污水流量变化图 分析，该地区污水干渠中污水的流量很稳定，平均小时流量为 ３０６ｍ３￣，最小流量为２７０ ｍ ，最大污水流量达３２５ｍ３￣，最小流量 与最大流量相差很小，这就意味着污水流量比较稳定，满足热泵系 统对流量稳定性的基本要求。 ４Ｏ０ ３５Ｏ ３Ｏ０ 二、２５０ ２ｏ０ 湛１５０ １ＯＯ ５Ｏ ▲—Ｊ－＿ ——－． ．Ｌ— Ｊ‘．． ． ．．－▲ ４日 ５日 ６日 ７日８日 ９日１０日１１曰ｌ２曰 十连续日监测流量 ２．２污水温度 ８２一 图１连续日监测流量 通过对呼和浩特市乌兰察布东路主干渠污水温度的监测，得到 冬季１０月１５日～第二年４月１５日共１８０天的采暖月平均温度及 夏季７月、８月共６Ｏ天的空调制冷月平均温度。表ｌ给出采暖与制 冷典型月污水测量温度。在供暖月，大气温度比较低，而冬季城市污 水原水的测量温度在１２～ｌ４ｃＣ之间，夏季城市污水原水的侧量温度 在２Ｏ～２５℃之间，可以看出污水是良好的冷热源 表１采暖与制冷典型月污水测量温度 月份 １月 ２月 ７月 ８月 月平均温度（℃） １２．１ ｌ１．５ ２３ ２３．８ 平均温度（℃） １１．２ ２３．５ ２．３污水的水质 因本课题采用原生污水作为冷热源，原生污水水质复杂涉及到 使用时的污水处理成本及是否有可匹配的系统等重要因素，因此对 污水水质的掌握就是判断其是否可作为热泵系统的冷热源主要依 据之一。依污水水质的特点，在解决换热器防堵塞、防腐蚀、防结垢 清洗等关键技术问题的前提下即可保证整个污水源热泵系统的正 常运行。呼和浩特市城市污水主要为生活污水，其水质分析结果，污 水ＰＨ值一７，腐蚀性较弱，ＳＳ（悬浮物）：＜５０ｍ￣，浊度：≤ｌｏ０度，硬 度（ＣａＣ０３计１：＜５０ｍ￣。污水中的悬浮物、生物化学耗氧量（ＢＯＯ）、化 学耗氧量（ＣＯＤ）等环保性指标均能满足要求。 ３原生污水源热泵系统简介 原生污水源热泵系统按污水是否直接进入热泵机组的换热设 备，可以分为开式系统和闭式系统两类。一般来说，闭式系统在实际 工程中使用较多，污水不直接进入蒸发器或冷凝器在解决换热器防 堵塞、防腐蚀、防结垢有较大优势，但是增加了系统的初投资费用 （系统的初投资是吸引使用者投资偏向性的重要影响因素），对热泵 系统的投资推广有一定局限性，本项目采用开式系统，开式系统克 服了初投资大的问题，污水热交换效率得到了提高和闭式循环系统 同样的机组出力效率将提高１０—１５％，而耗功降低了５％左右。 ３．１污水源热泵开式系统工程组成图 污水热泵开式循环系统，全系统分为２个循环子系统： （１）污水取排水与换热系统，由】水源、２污水泵、３污水专用防 阻机、４热泵机组及其连接管路组成；（２）末端循环系统，由４热泵机 组、５末端循环泵、６末端散热设备及连接管路组成。 ６
第３４卷第１８期 ２ ０ ０ ８年６月 山 西 建 筑 ＳＨＡＮＸＩ ＡＲＣＨＩＴＥＣＴＵＲＥ Ｖｏ１．３４ Ｎｏ．１８ Ｊｕｎ．２００８ ・１９５・
文章编号：１００９ ６８２５（２００８）１８ ０１９５—０２
污水源热泵技术的应用实例及可行性分析
刘世梅何凤绿孙云海
摘要：以太原市杨家堡污水处理厂供热系统改造工程为例，对污水源热泵系统原理及设计进行了介绍，指出污水源热
泵系统具有节水、节能、环保、运行费用低等优点，是利用城市污水进行供暖、制冷的空调新形式，值得推广使用。
关键词：污水源热泵系统，供热系统，生活污水，环境
中图分类号：Ｘ７０３ 文献标识码：Ａ
近年来，随着我国经济的迅速发展和城市建设步伐的加快，
建筑采暖和空调的普及率快速提高，导致暖通能耗的急剧上升，
资料表明，我国暖通能耗占建筑总能耗的５５％以上。建筑节能正
成为我国及世界最为关注的问题之一。节约能源、保护环境、实 现可持续发展是我国的一项基本国策，要从根本上解决建筑节能
问题，关键在于能源的选择，若用可再生、无污染的低品位能源取
代高污染高代价的不可再生能源（如煤、燃气、油等），日益严重的
能源危机及其所带来的环境污染问题便可得到有效的缓解。
城市生活污水是一种很好的可再生能源，洗浴等用水有近
４０％的热量排入污水中，每立方米的生活污水中有５ ０００ ｋｃａｌ～
１０ ０００ ｋｃａｌ的热量，相当于燃烧２ ｋｇ煤的发热量，其质量稳定，水
体、水温、水量都变化不大，受气候影响较小，是水源热泵的理想
热源，即利用经过二级处理拥有相对稳定水体温度的污水水体
（夏季为１７℃～２１℃，冬季为１１℃～１５℃），采用热泵原理，通 过输入少量的电能，实现热量的逆向搬运作用，即将热量从温度低
的地方向温度高的地方搬运，使之可在冬季作为热泵供暖的热源
亦可作为夏季空调的冷源，即在冬季，把污水中的热量“取”出来，
供给室内采暖；夏季时，把室内的热量“吸”出来，释放到污水中。
２ ０ １ ０年３月 第２９卷第１期（总１１０期） 制 冷 ７１
文章编号：ＩＳＳＮ１００５—９１８０（２０１０１ ０１—００７１—０４
热回收水源热泵的设计与节能分析
胡丽华
（广州恒雅空调工程有限公司，广东广州５１０５３０）
［摘要］水源热泵技术起源于２０世纪初的欧洲国家，在２０世纪末引入中国，因其再生、环保、高效节能 的特点，近年来得到空调行业的广泛青睐，本文以湖南耒阳金桥国际大酒店空调系统为例，进行该系统的 设计与节能分析。 ［关键词］水源热泵；再生能源；节能；环保；采暖；供冷；卫生热水 ［中图分类号］ＴＵ８３１；ＴＵ８３２；ＴＵ８３３ ［文献标识码］Ｂ
Ｈｅａｔ Ｒｅｃｏｖｅｒｙ＆Ｅｎｅｒｇｙ Ｃｏｎｓｅｒｖａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ Ｐｒａｃｔｉｃａｌ ａｎｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ａｎａｌｙｓｉｓ
ＨＵ Ｌｉｈｕａ （Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ Ｈｅｎｇｙａ ｒ—ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｃｏ，Ｉａｄ，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ，Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ ５１０５３０）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｗａｔｅｒ ｓｏｕｒｃｅ ｈｅａｔ ｒｅｃｏｖｅｒｙｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｉｎｉｔｉａｔｅｄｉｎＥｕｒｏｐｅ ｏｎｔｈｅ ｂｅｇｉｎｎｉｎｇ ｏｆ２０ｔｈ ｃｅｎｔｕｒｙ．Ａｂｏｕｔ１００ ｙｅａｒｓｌａｔ・ ｅｒ ｉｔ ｗａｓ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ ｔｏ Ｃｈｉｎａ．Ｔｈｅ ｗａｔｅｒ ｓｏｕｒｃｅ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｗｈｉｃｈ ｆｅａｔｕ＿ｒｅｄ ｏｎ ｒｅｎｅｗａｂｌｅ，ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ ｈａｌＴｏｌｅｆｌ８，ａｎｄ ｈｉｇｈ ｅｆｉｃｉｅｎｃｙ ｍａｋｅ ｉｔ ｗａｒｍｌｙ ｅｈａ８￣ｂｙ ＡＣ ｐｅｏｐｌｅ．Ｔｈｉｓ Ａｒｔｉｃｌｅ ａｄ叩ｔ Ｈｕｎａｎ Ｌｅｉｙａｎｇ Ｊ￣ｑｉａｏ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｈｏｔｅｌ ＡＣ ｐｒｏｊｅｃｔ ａｓ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｔｏ ｐｒｏｃｅｓｓ ｔｈｅ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｎ ｓｙｓｔｅｍ ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ ｅｎｅｒｇｙ ｓａｖｉｎｇ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｗａｔｅｒ ｓｏｕｌ￣ｅ ｈｅａｔ ｐｕｍｐ；Ｒｅｎｅｗａｂｌｅ ｅｎｅｒｇｙ；Ｅｎｅｒｇｙ ｓａｖｉｎｇ；Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ ｈａｍｌｌｅｓｓ；Ｈｅａｔｉｎｇ；Ｃｌｅａｎ ｈｏｔ
碳中和目标下热泵技术应用现状及前景分析
摘要：城区碳中和的基础是自身减碳，要降低建筑运行阶段能耗和城区基础设施能耗，还要减少废弃物排放。因此，建筑运行阶段碳中和必须通过城区需求侧能源规划来实现。建筑节能是降低碳排放的有效手段，建筑中空气源热泵热水系统的有效应用是实现建筑节能的重要支持技术。针对热泵技术在分散式家用冷热领域，集中供热领域应用进行了综述分析。热泵技术研究未来将集中在新型循环流程、新型环保工质及关键部件研发等领域，在碳达峰、碳中和目标背景下成为具有显著节能减排效果的技术路线。
关键词：碳中和；目标；热泵技术；应用；前景
引言
在全球终端能源消费量中，供热和制冷能源消费量约占50%，是非常重要的终端能源需求，也是实现“碳中和”目标需要关注的重点领域。热泵是通过消耗能源做功，把处在较低温度下的热量提升到较高的温度水平下释放出来，以满足热量的使用要求。热泵技术可广泛应用于建筑供暖、生活热水、工业干燥、温室养殖等领域。它是21世纪全球最具价值的节能减碳技术之一，产业发展前景非常广阔。近年来，在我国清洁取暖政策的驱动下，热泵供暖技术在我国北方农村地区得到迅速发展。随着人民生活水平的持续提高，广大长江流域地区冬季取暖的市场潜力正在快速释放，作为分散式家庭取暖的优选技术，热泵供暖也得到了迅速发展。作为有效利用可再生能源的技术措施，热泵将是我国供热领域低碳转型的必选技术。除了清洁取暖中热泵发挥替代作用外，在生活热水、工业干燥等领域也可进一步扩大其应用范围，技术进步有望推动我国热泵产业实现千亿元规模的突破，为实现我国“碳达峰、碳中和”目标发挥重要作用。
1热泵在民用及工农业中的应用 1.1集中供热领域
为了实现集中供暖为清洁供暖，相关研究对锅炉进行超低排放改造，对管网运行方式进行优化，采用吸收式热泵和压缩式热泵进行余热回收利用。地源热泵系统利用建筑物周围深埋的埋管系统与浅层能源（热源或冷源）接触，通过输入少量高品位能量，实现住宅内部与地热能完成热量交换。冬季热泵利用电能从土壤中取热，将热量传输给建筑物实现供暖；夏季热泵又利用电能将温度较高的室内热量排入土壤，为建筑物制冷。地源热泵消除了传统空气源热泵制热效率低的应用缺陷，从长期来看，具有良好的发展前景。在建筑供暖中采用太阳能热泵供暖技术，可以让太阳能资源替代常规能源，减少常规能源消耗，利于降低建筑供暖对常规能源的依赖，大幅度节省建筑能耗，而且太阳能热泵供暖技术基本是零排放、零污染，环境友好程度高，符合可持续发展的核心内涵。
