污水源热泵技术在城市住宅供暖中的应用研究

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1、20152015V01．10No．4于浩等：污水源热泵技术在城市住宅供暖中的应用研究第10卷第4期Doi：10．3969／j．issn．1007—1903．2015．04．005污水源热泵技术在城市住宅供暖中的应用研究于浩，刘静。，肖天鹏(1．中钢集团工程设计研究院有限责任公司，河北石家庄050021；2．中国地质大学(北京)，北京100083；3．派力工程有限公司，北京lOOO9~)摘要：随着城市的发展和能源需求的增长，污水的热能回收利用越来越受到关注，开发污水源热泵技术对建筑节能降耗具有重要意义。本文就污水源热泵系统的工作原理、特点等方面进行了介绍，阐述了国内外污水源热

2、泵技术的开发利用历程与工程现状，分析了城市污水热能资源潜力以及污水源热泵技术的发展前景，指出利用污水与环境的温差获取热能具有十分巨大的能量资源前景，适宜的热源距离是污水源热泵开发利用的先决条件，开发污水源热泵系统，可以充分利用城市污水处理厂的二级出水或城市污水作为水源，通过合理利用出水的流量和温差为城市住宅供暖。基于我国能源与环境的现状，污水源热泵系统具有良好的市场前景，是一种值得推广的能源开发利用方式。关键词：污水源热泵；城市污水；系统能效比；住宅供暖；建筑节能中图分类号：TU833文献标识码：A文章编号：1007-1903(2015)04-0021-040前言在夏季制冷

3、时冷凝器低温热源(冷却水)进水温度越低，系统能效比(COP)越大，热泵制冷效果就愈大：同样在城市污水是一种优良的引人注目的低温余热源，污冬季制热时蒸发器低温热源(冷冻水)进水温度越高．系水源热泵是一种水源热泵。众所周知，水源热泵的优点是统能效比(COP)也越大．热泵制热效果也就愈大。水的热容量大、设备传热性能好(换热设备较紧凑)、水温较稳定(热泵运行工况较稳定)uJ。水源热泵与常规空2国内外污水源热泵技术应用现状调不同之处在于它是利用地球水体(地下水及江、湖、海水)所储藏的太阳能低温资源作为冷、热源，进行转换的随着污水源热泵在国内外的发展，污水源热泵技术逐空调技术，而常规空

4、调获取冷、热源方式．则是冷凝器端渐趋于成熟。20世纪70年代前后，北欧一些发达国家研发使通过冷却塔降温循环进行制冷；蒸发器端通过辅助加温用城市污水作为热源的供热制冷技术。20世纪80年代初，循环进行采暖。由于水源热泵比常规空调减少了上述冷、瑞典、挪威等国家建造的以污水为低温热源的大型热泵站热源辅助能耗．所以它相对更加节能。相继投入运行，其中瑞典早期的应用情况见表1【3]。挪威的奥斯陆于1980年开始建设利用城市污水干1污水源热泵系统工作原理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J。随着能源结构的不断变化，环境问题污水源热泵以城市污水作为热(冷)源

5、，进行制冷、的日益突出，美国、德国等一些发达国家陆续开始投入科供热。污水水源可以是未经处理的城市污水，也可以是城研力量致力于污水源热泵的研究，积累了丰富的经验。受市污水处理厂处理后的二级出水或中水。冬季，它将存在到城市原生污水水质复杂性和特殊性的限制，污水源热于污水中的低焓热能排放出来，为城市居民供热；夏季则泵的研究进展依然缓慢。1987年，东京市政府启动了城市把室内的热量吸收进来，释放在污水中以达到制冷效果。污水热能回收项目，截止到2003年，该市建立的污水源热作者简介：于浩(1975一)，男，本科，建筑学专业，主要研究方向为建筑节能与建筑设计。E-mail：mintyu

6、an@126．com2015第10卷2O15第4期城市地质Vo1．10NO．4表1瑞典早期大型热泵站汇总表市污水再生利用一污水再生利用工程设计规范》、《城市污水再生利用景观环境用水水质标准》、《城市杂用水水质地点容量(MW)制造厂投入工作低温热源时间标准》、《建筑中水设计规范》等技术标准。虽然污水热能伊索喔1×8OAsea—Sta11986城市污水哥德堡27+29GOtaverken1983／1984城市污水资源的开发利用在近些年得到了快速发展，但与充分的社2×42GOtaverkeni986城市污水索尔纳4×3OAsea—Stal1986城市污水会需求和巨大资源储量相比，

7、其开发利用还十分不成比例，斯德摩哥尔2×20+2×30Asea—Sta11986城市污水且缺乏相关的技术标准规范的制约。厄勒布鲁2×20Asea—Stal1985城市污水乌穆奥2×17Asea一一Stal1984城市污水耶夫勒l4Stal一·Laval1984城市污水3城市污水热能资源潜力分析奥斯特桑1OS德u1zer1984城市污水恩歇维尔克茨14Stal—Laval1984工业废水城市污水的处理量在某种程度上标志着城市污水热博尔隆格l2Asea—Sta11985工业废水能的贮存量⋯。在城市生活中所消耗能源中有接