污水源热泵技术大讲堂(连载九)
城市污水冷热源集中利用技术
张承虎1、杨海滨2、刘京1、孙德兴1
（1．哈尔滨工业大学，哈尔滨150090；2．国内贸易工程设计研究院，北京 100069）
摘要：本文概述了大型城市污水源热泵系统在集中利用污水热能方面所采用的技术、方法和应注意的问题。
关键词：污水、热能、集中利用、技术
所谓城市污水热能集中利用，主要是指在污水处理厂建立热泵供热站，所采用的是处理后排放的废水，即二沉池后的出水；当然也包括污水处理厂排放水作为冷却水方面的应用。在污水处理厂采用污水源热泵系统进行热能集中利用，与在市区内分散利用相比较，各有千秋，下面将对集中利用的优缺点作一比较分析：
优点：（1）污水热能利用与污水处理补冲突，互不影响。（2）水质较好，尤其是大尺度悬浮物的含量远远低于城市原生污水。（3）污水可利用温差较大。（4）水量丰富，资源充沛。因此污水中蕴含的冷热资源是十分巨大的。
缺点：（1）水温偏低。（2）地处偏远，热用户较少。（3）输送距离较远，输送能耗所占比例较大。
污水源热泵的关键问题是供需平衡，即采用合适的系统形式，提取污水处理厂排放水的热能，所能供应的采暖面积，应该与经济供热半径内的合适建筑面积相等。下面将主要介绍系统形式地选择、供应能力确定、供热半径和需求能力确定的方法。
1、集中式污水源热泵的系统形式
根据污水是否进入热泵机组换热器，可以将污水源热泵系统分为直接式和间接式两种。下面简要地对比介绍这两种形式。
直接式系统可分为2个循环子系统，（1）污水取排与换热子系统，由污水源、污水泵、旋转反冲洗设备、热泵机组及连接管路组成；（2）末端循环子系统，由热泵机组、末端循环泵、末端散热设备及连接管路组成。
间接式系统可分为3个循环子系统：（1）污水取排与换热子系统，由水源、污水泵、防阻设备、污水换热器及连接管路组成；（2）中介水换热子系统，由污水换热器、中介循环水泵、热泵机组及连接管路组成；（3）末端循环子系统，由热泵机组、末端循环泵、末端散热设备及连接管路组成。间接式系统比直接式系统多一个中间换热的环节。
从热力学角度看，直接式系统与间接式系统相比有很大的优点，主要是：
（1）在同样的水源条件下供出同样多的热量，可以提高蒸发温度和系统能效；或者减小一倍的污水量和相应的水泵能耗。
（2）省去了污水换热器及相应的中介水循环水泵，机房占地面积减少，不仅大大降低了土建和设备初投资，而且也减少水泵能耗。
污水源热泵技术诞生以来，一直在采用间接式系统，这是从可靠性角度考虑而采取的保守措施。毕竟采用城市原生污水作为热泵冷热源是近些年才有的新技术。
直接式系统和间接式系统的主要区别在于污水是进机组的蒸发器还是进中间换热器。中间换热器是管壳式，目前已有诸多工程证明了其运行的可靠性。而直接式系统满液式蒸发器的结构形式其实也是管壳式的。如果二者的结构参数再相同，污水就没有理由不能直接进入热泵机组。鉴于污水处理厂二级排放污水水温较低，而水质较好的情况，本文建议污水处理厂热能集中利用采用直接式污水源热泵系统。
阅读全文：城市污水冷热源集中利用技术.pdf
注：本文为《地源热泵》“本期专题”连载内容，谢绝转载。如果您对污水源热泵空调方面有任何问题，欢迎来电或给我们发送电子邮件，我们将选择部分典型问题择期在《地源热泵》杂志上统一刊登和解答。
咨询电话：010-64656526；电子邮箱：services#dyrbw.com(将#换为@后发送，请在邮件主题处标注“污水源热泵相关问题”字样，以免工作人员误删。)
Email: direjia@126.com（投稿），direjia@163.com（合作）,
直线电话：18515158288（同微信）
