污水源热泵应用之关键技术浅析

一、前言

城市污水(工业废水和生活污水)所含的废热较高，将其作为热泵冷热源为建筑物供暖空调前景巨大。目前国内针对城市污水源热泵的研究成果比较丰富，但大部分研究几乎都集中在污水源热泵的应用特点、经济价值、社会效益和前景预测等方面，而关于污水源热泵的阻塞污染、流动换热和防污排污的研究还非常少。本文对污水源热泵应用的一些关键技术作了探讨，给出了其可行的防污排污措施，有助于城市污水源热泵的应用和研究的深入。

二、污水源热泵简介

1．污水源热泵的原理

污水源热泵就是以城市污水作为冬季供热的热源，通过电驱动的压缩机把污水的低温热能转变为更高品位的热能供给用户。夏季时作为制冷的冷源，通过制冷循环制取低温以满足用户制冷空调的需求。这种装置既可用作供热采暖设备，又可用作制冷降温设备，从而实现一机两用。

2．污水源热泵的优越性

尽管污水水源热泵在我国仅处于试验和探索阶段，但已经充分显示了它的优越性，主要表现如下：

1)与空气源热泵相比，避免了冬季结霜和除霜问题，而且由于污水水温恒定，使得热泵工作性能稳定。污水水源热泵的制热制冷系数可达5～6，比传统的空气源热泵高出４0％左右。

2)与地下水水源热泵相比，污水水源热泵无须从地下抽取地下水，也不用将水回灌地下，因此不仅节省了打井的基建投资，还能够节省抽水和回灌的运行费用。同时，也可以避免由于回灌不当而引发的地下水资源破坏等问题。

3)与电热锅炉相比，污水水源热泵节省2／3以上的电能，比燃料锅炉节省1／2的能源；而且还能避免由于使用传统锅炉造成的大气污染，具有良好的环保效应。

３．阻塞污染问题

城市污水含有大量大尺度污物及小尺度悬浮固体，前者会对污水源热泵系统的管路与设备产生阻塞，后者则会对换热设备形成热阻及对流体的流动与热物性

参数造成影响。而对原生污水进行处理再利用其热源是不可行的，因为污水处理的最低费用也要高于从污水中提取热量或冷量的价值。而将污水取至系统中进行过滤也不是好办法，最主要的是系统中过滤格栅上污物的清除问题。由于城市污水水质很差，过滤格栅上污杂物的清除量大，频率高，必须采用机械格栅，但其造价高，占地大，而且还有污杂物的处理和设备间空气洁净的保持问题。另外，从城市污水干渠到过滤格栅之间的引水段管路也存在污杂物的淤积与清理问题。因此，最好的办法是将污杂物阻隔在污水干渠中，不让大尺度污杂物进入系统，开发新的除污工艺。下图即为北京瑞宝利热能科技有限公司自主研发的专利产品：第七代全智能防阻机。