摘要：我国能源需求与环境保护的矛盾日趋凸显,污水源热泵技术的推广有效的将能源与环境有机结合起来,将污水处理过程中的富余热能提取出来供热或制冷,获得清洁而高效的能源,达到节能减排的效果。
关键词：污水源热泵 节能环保 热泵空调
1、概述
随着我国经济的迅速发展,对能源的需求旺盛,合理利用自然资源,保护环境,减少污染物排放,降低常规能源的消耗已经成为全社会面临的问题。风能、太阳能、地热能、污水热能等能源的利用很好的解决上述两个问题。
而污水源热能随着污水处理系统的大量建设和运营,提供了大量的低廉而高品质的热能源。如何有效的使用污水源热能对环节能源紧缺的状况意义重大。污水源热泵由水源热泵机组、污水热能交换系统、建筑物内系统共同组成的一种供热空调系统。
2、污水源热泵工作原理
工作原理如下图1所示。制冷工况下,关闭9制热阀门,开启8制冷阀门,空调房间冷负荷连同压缩机的功所转化的热量被排入污水处理（末端）消毒清水池,与换热器2(此时换热器2在热泵机组中起冷凝器作用)之间,通过管道连接成一个封闭回路,在水泵7的作用下,水在回路中往复循环,在换热器2中吸收制冷剂的热量,通过安装在消毒清水池中的换热器传入水体。
供热工况下,从压缩机5出来的制冷剂经换向阀7作用换向,此时换热器2转换成为热泵机组的蒸发器,循环水流经污水处理生化池内安置的换热器时吸收污水中的热量在换热器2(蒸发器)中释放给制冷剂。在室内同样既可以通过水的循环进行热量传递,也可以使制冷剂直接流经房间换热器6与空气进行热交换。
3、污水源热泵的特点
3.1 高效节能
由于污水源热泵利用储存在污水生化池中的能源,生化热能温度高,且具有其他能源无可比拟的稳定性,其一年四季变化较小。大地温度冬季比环境空气温度高,夏季比环境空气温度低,是极好的冷热源。年平均温度在45℃左右,这种温度特性使得污水源热泵系统比传统空调系统的运行效率要高40%左右。另外,污水储存能的稳定性特点,也使得热泵机组的运行更加可靠和稳定,保证了系统的高效性和经济性。
3.2 清洁环保
传统的热源都具有在燃烧过程,会产生各种废气,对环境造成污染。而污水源热泵是提取污水处理过程中产生的过剩热量,利用制冷循环中蒸发器和冷凝器的功能转换原理。不存在废气和温室气体的排放,对大气无污染,属于绿色环保技术。
3.3 可持续再生能源
污水处理厂/站的数量日益增多,对污水源热泵的开展具有广泛的空间。大量的污水处理站分布在各个单位,可以方便的将能量使用在办公楼,厂区生产等。
4、污水源热泵在我国的发展前景
污水源热泵是水源热泵技术的延伸技术,在国内还处于探索起步阶段。水源热泵发展主要以地下水源采灌方式为主,技术上比较成熟、利用可行性较大、实施的工程项目较多的还是地下水热泵系统。随着环保要求严格,污水处理系统大量建设并运营,污水源热能分布广泛且容易获取,建设成本很低,热能可直接快捷的利用。
我国是一个能源大国,同时也是一个耗能大国,能源问题不仅制约着我国经济的快速发展,综合国力的提高。如何解决好能源与环境矛盾突出的问题,意义重大。污水源热泵技术有效的缓解上述问题,即提供了清洁能源,又促进了我国污水处理工作的开展。
5、结语
污水源热泵作为一种高效、环保、节能的空调冷热源形式具有十分光明的市场前景。在污水源热泵技术的应用中,尽管还有许多技术问题需要解决, 但由于技术、节能、环保、可持续发展等优点,已成为建筑物供暖和制冷合理方案和发展趋势。在能源可持续发展战略中,污水源热泵将会不断受到人们的重视与青睐。