1污水源热泵供暖系统
图1为污水源热泵供暖系统原理图。由压缩机、冷凝器、蒸发器和节流机构构成一个最简单的蒸气压缩式热泵装置,作为供热系统的热源。它通过蒸发器从污水中吸取热量Qe,在冷凝器中放出热量Qc=Qe+W,供给供热系统。这种供热系统只要消耗少量的电能W ,便可得到满足房间供热所需要温度的热量Qc。污水源热泵供暖系统与其他水源热泵相比,具有一定的特点。
①污水水质的优劣是污水源热泵供暖系统成功与否的关键,因此要了解和掌握污水水质以判断其是否可作为低温热源。同时,也要针对污水水质的特点,设计和优化污水源热泵的污水/制冷剂换热器的构造,换热器应具有防堵塞、防腐蚀、防繁殖微生物等功能,通常采用水平管淋水式或浸没式换热器。
②城市污水干渠(污水干管)通常是通过整个市区,如果直接利用城市污水干渠中的原水作为污水源热泵的低温热源,则可节省输送热量的能耗,从而提高其系统的经济性,但同时应注意:在取水设施中设置适当的水处理装置(见图2),考虑利用原水余热对后续水处理工艺的影响,如原水水温降低过多将会影响市政曝气站的正常运行。
③为了评价采用污水源热泵的合理性,应对它进行综合分析,在分析中必须注意:排出污水余热的时间同用户用热时间的吻合;排出污水余热的地点同用户用热地点的吻合;排出污水的热流量与用户需热量要基本吻合;排出污水的温度高低和用户需求相吻合。若排出污水的温度为30～50℃则可以直接利用换热器回收余热量,这既简单又经济;若低于30℃,采用热泵回收余热量供热是受欢迎的方案,在许多场合中,热泵同换热器结合起来回收污水余热量将是十分合理的方案。
2国外污水源热泵的应用
目前,污水源热泵的技术是成熟的,国外工程实例很多。20世纪80年代初在瑞典、挪威等北欧国家建造的一些以污水为低温热源的大型热泵站相继投入运行。
目前,瑞典斯德哥尔摩有40%的建筑物采用热泵技术供热,其中10%是利用污水处理厂的出水。挪威奥斯陆1980 年开始建设利用城市污水干管的污水作为低温热源的热泵站,第一台热泵机组已在1983 年投入使用。塞勒用处理后的污水作为低温热源的热泵站(3.3MW),1981年6月投入运行后效果良好。由于能源危机和环境问题的日益突出,美国、日本、德国等发达国家纷纷投入大量的财力和人力进行此项研究,并取得了一定的成果。采用热泵技术回收家庭生活污水(淋浴水、洗碟机和洗衣机排水等) 余热的设施实例也很多。对于约10人的住宅,采用热泵技术回收家庭生活污水余热可节能达50% ,对于10人以上的住宅可节能达60%。
