污水源熱泵空調是利用污水(生活廢水、工業溫水、工業設備冷卻水、生產工藝排放的廢溫水),藉助製冷循環系統,通過消耗少量的電能,在冬天將水資源中的低品質能量“汲取”出來,經管網供給室內空調、採暖系統、生活熱水系統;夏天,將室內的熱量帶走,並釋放到水中,以達到夏季空調的效果。
污水源熱泵空調特點與優勢
我國北方地區,冬季採暖主要是依靠煤、石油、天然氣等石化燃料的燃燒來獲得。採暖與環保成為一對難以解決的矛盾。城市污水是北方寒冷地區不可多得的熱泵冷熱源。它的溫度一年四季相對穩定,冬季比環境空氣溫度高,夏季比環境空氣溫度低,這種溫度特性使得污水源熱泵比傳統空調系統運行效率要高,節能和節省運行費用效果顯著。
原生污水源熱泵機組以原生污水為熱源,冬季採集來自污水的低品位熱能,藉助熱泵系統,通過消耗部分電能,將所取得的能量供給室內取暖;在夏季把室內的熱量取出,釋放到水中,以達到夏季空調的目的。它有以下特點:
1.環保效益顯著
原生污水源熱泵是利用了城市廢熱作為冷熱源,進行能量轉換的供暖空調系統,污水經過換熱設備後留下冷量或熱量返回污水乾渠,污水與其他設備或系統不接觸,污水密閉循環,不污染環境與其他設備或水系統。供熱時省去了燃煤、燃氣、然油等鍋爐房系統,沒有燃燒過程,避免了排煙污染;供冷時省去了冷卻水塔,避免了冷卻塔的噪音及黴菌污染。不產生任何廢渣、廢水、廢氣和煙塵,環境效益顯著。我國年污水排放量達464億m,可節省用煤量0.33億噸,以全國年總能耗30億噸標煤計算,達到了1.1%,若按暖通空調的一次能源消耗量10億噸標煤計算,達3.3%。同時每年可減少排放量達72萬噸。
2.高效節能
冬季,污水體溫度比環境空氣溫度高,所以熱泵循環的蒸發溫度提高,能效比也提高。而夏季水體溫度比環境空氣溫度低,所以製冷的冷凝溫度降低,使得冷卻效果好於風冷式和冷卻塔式,機組效率提高。
3.污水源參數
(1)污水水質問題
城市污水包括工業廢水,工業冷卻水,及生活污水,而城市二級污水是經過一級物化處理和二級生化處理,去除了污水中大量的雜質,降低了污水的腐蝕度,更有利於污水中熱能提取. (2)污水水溫保障
城市污冬暖夏涼,常年溫度穩定,污水水溫在冬季比環境溫度高15--20度,夏季溫度比環境溫度低10--15度.因此熱泵具有良好的熱源,污水源熱泵利用溫差在5度,因此污水源熱泵完全可以在高效率運行.
(3)污水量的保證
城市污水水量的變化主要是生活污水的變化,而生活污水的出水量基本保持不變.
(4)污水換熱器:
污水中含有大量油性污物,流經換熱管時會產生掛膜現象,關閉黏結粘泥,從而增大換熱熱阻,影響換熱效率,因此在設計污水換熱時使污水走管程,同時設定自動反清洗裝置,在換熱器運行期間定時進行反衝洗,保證換熱效率,提高熱能利用率.
4.綜合分析
(1)機組運行穩定
水體的溫度一年四季相對穩定,其波動的範圍遠遠小於空氣的變動,是很好的熱泵熱源和空調冷源,水體溫度較恆定的特性,使得熱泵機組運行更可靠、穩定,也保證了系統的高效性和經濟性。不存在空氣源熱泵的冬季除霜等難點問題。
(2)一機多用
此熱泵系統可供暖、空調,一機多用,一套系統可以替換原來的鍋爐加空調的兩套裝置或系統。城市污水熱泵空調系統利用城市污水,冬季取熱供暖,夏季排熱製冷,全年取熱供應生活熱水,夏季空調季節可實施部分免費生活熱水供應。一套系統冬夏兩用,實現三聯供
(3)節電
污水源熱泵將污水熱能連同熱泵機組本身產生熱能一併轉移到室內,能效比高達4.5-6.0,能源利用率是電採暖的3-4倍,污水源熱泵與空氣源熱泵相比,夏季冷凝溫度低,冬季蒸發溫度高,能效比和性能係數大大提高,而運行工況穩定,比傳統中央空調節省30﹪-40﹪的運行費用.
(4)節水
污水源熱泵無需設冷卻塔,節約了大量水資源.
(5)運行安全
污水源熱泵既可省去打井費用,又不需要抽水與回灌所需動力,也可避免因回灌而引起的水資源破壞的問題.
(6)環保效果顯著
污水源熱泵不需要鍋爐,沒有燃燒過程,不存在固體廢棄物,有毒有害氣體及煙塵排放問題,是環保型中央空調.