城市低温污水热能资源开发与利用

《城市低温污水热能资源开发与利用》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、城市低温污水热能资源开发与利用　　摘要：阐述城市污水在热能利用方面的主要特点，分析评价城市污水用做热泵水源的可行性，介绍污水水源热泵利用城市污水热能的方式，讨论了城市污水水源热泵系统在应用可能存在的问题及解决措施。关键词：城市污水；水源热泵；热能；利用中图分类号：F291.1文献标识码：A文章编号：世界性的能源紧张及矿物能源对环境造成的严重污染，是困扰世界的两大难题，寻找可再生、无污染的环境能源是实现可持续发展的重大课题.作为城市废热之一而排放的城市污水，由于具有稳定的水量和水温，易于收集，污水中所赋存的热能较高，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

2、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，城市污水中所赋存的能量价值，作为一种能量的资源，已初见端倪。1城市污水用做热泵水源的分析与评价1.1城市污水主要特点(1)水温适宜，变化幅度小。5城市污水一年四季水温变化幅度较小，并表现为冬暖夏凉。在冬季，污水水温达13~17℃，高出日常气温20℃；夏天，污水水温为22~25℃，又比日常气温低了10℃。因此，城市污水是一种适宜的热泵水源，冬季从污水中吸取热量，将循环水加热用于室内供暖；夏天，温度较低的水温又能将循环水冷却，制成冰水，提供夏季空调服务。(2)所赋存热(冷)量较高。城市污水中的热量在可以利用的城市热能中是最高的。

3、据日本东京都下水道局的测算，如果东京的污水量按照500万m3/d计算，其所含热能为年均37亿kW的发电量。吉林建筑工程学院的尹军教授对我国47个城市污水中的所赋存热(冷)量进行了计算(按1996年有关数据)，其中城市污水中所赋存热量最大值为92.82GJ/d，所赋存的冷量最大值为140.28GJ/d。从北京高碑店污水处理厂的污水水源热泵系统运行结果来看，污水水源热泵系统的制冷、制热系数可达3.5~4.4。(3)污水中热(冷)量的利用受气候影响较小，利用区域较广。城市污水是一种稳定的热(冷)源，热(冷)量利用受气候因素影响较小，无论是晴天、雨天，还是冬天、夏天，污水水源热泵系统均能

4、稳定工作。另外，由于未经处理的城市污水也可以用做热泵系统的水源，因此，城市污水热(冷)量的利用就不局限于城市污水处理厂，可以根据需要在城市排水管网的适当地方安装城市污水热泵系统，使利用区域大大扩展。51.2城市污水用做热泵水源的可行性分析(1)污水水源热泵是一种经济、高效、节能的热泵系统，与以电、燃油和空气为热源的供热系统相比，污水水源热泵具有明显优势。污水水源热泵比用电锅炉节省2/3以上电能，比燃料锅炉节省1/2以上能源，制冷、制热系数可达3.5~4.4，与传统空气源热泵相比，要高出40%左右，运行费用仅为普通中央空调的50%~60%。(2)与地下水水源热泵相比，污水水源热泵不

5、用从地下抽取地下水，也不用将循环水回灌地下，因此，不仅节省抽水井和回灌井的基建投资，还能够节省抽水和回灌的运行费用，同时，也避免了回灌水对地下水的污染。由于污水水源热泵系统不用抽取地下水，因此，对地下水水位较低，地下水可开采量不丰富的地区更为适用。(3)城市污水水源热泵系统运行稳定，安全可靠。夏季可使室温达到21~26℃，冬季室温可达到18~24℃。(4)我国城市污水中所赋存的热(冷)量巨大，可开发利用前景广阔。吉林建筑工程学院的尹军教授对我国47个城市的污水能量利用前景进行了分析，其中城市污水中赋存热量较5大的城市有石家庄、南京、苏州、上海、南通、杭州、合肥、长沙、南昌、西安、

6、广州、汕头、北京、青岛、郑州、济南、武汉、温州、重庆、福州、成都等。这些城市中污水赋存的热量最大值为92.82GJ/d，赋存的冷量最大值为140.28GJ/d，赋存的可利用热量最大值为132.72GJ/d，赋存的可利用冷量最大值为115.08GJ/d，节能量最大值为84.84GJ/d。由此可以看出，在我国的一些城市推广应用城市污水水源热泵系统是完全可行的。2污水水源热泵利用城市污水热能的方式污水水源热泵利用城市污水热能有直接利用方式和间接利用方式两种。直接利用方式是指将污水中的热量通过热泵回收后，直接输送到热供给建筑物；间接利用方式是指污水通过热交换器进行热交换后，再把污水中的热

7、量通过热泵进行回收输送到热供给建筑物。直接利用方式热的提升值较小，因此，节能效果比间接利用方式要好。一般直接利用方式的节能率比间接利用方式高7%左右。3城市污水水源热泵系统存在的问题及解决措施(1)热交换器堵塞问题。当采用未经处理的城市污水作为水源时，污水中的悬浮物可能堵塞热交换器。因此，对这类污水除了用格栅拦截粗大的漂浮物外，还应在热交换器前设置自动筛滤器，截留污水中的毛发、纸片等纤维类悬浮物。(2)热交换器的腐蚀问题。5由于城市污水水质有一定的腐蚀性，因此，热交换器特别是传热