地大熱能污水源熱泵：城市污水是一種蘊(yùn)涵豐富低位熱能的可再生熱能資源，原生污水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)則是利用城市污水為建筑物冬季采暖和全年生活熱水供應(yīng)的新型供暖技術(shù)，也是城市污水資源化開發(fā)與利用的新思路和有效途徑，目前，在世界各國已經(jīng)得到一定程度的應(yīng)用。這項(xiàng)技術(shù)是當(dāng)前各類熱泵技術(shù)中發(fā)展和應(yīng)用前景最被看好的一類，節(jié)能減排效果顯著。

城市污水冬季溫度一般在12～16℃之間波動，夏季溫度一般在22～26℃之間波動，且日變化幅度較小，城市污水具有的水流量大、水量和水溫相對穩(wěn)定、溫度適宜、熱容量大等特點(diǎn)，使得城市污水適宜作為污水源熱泵系統(tǒng)的冷熱源。

冬季，污水源熱泵系統(tǒng)可以提取污水中的熱量，通過壓縮機(jī)做功后進(jìn)入熱泵機(jī)組，機(jī)組消耗少量的電能可得到高品位的熱能，并將熱能傳遞給換熱介質(zhì)（首選為水，也可以為其他介質(zhì)），最終為用戶提供熱量；

夏季，污水源熱泵系統(tǒng)利用污水作為低位冷源，從室內(nèi)空氣中提取熱量，熱量傳遞到污水中，最終達(dá)到制冷目的。污水源熱泵系統(tǒng)在城市供熱制冷的實(shí)際應(yīng)用中，應(yīng)基于城市污水冬季和夏季的相關(guān)參數(shù)、污水流量以及不同建筑的使用特點(diǎn)等因素，確定供熱制冷項(xiàng)目的冷熱負(fù)荷以及采用何種類型的熱泵系統(tǒng)（是否經(jīng)過換熱器）。

污水源熱泵的主要工作原理是借助污水源熱泵壓縮機(jī)系統(tǒng)，消耗少量電能，在冬季把存于水中的低位熱能“提取”出來，為用戶供熱，夏季則把室內(nèi)的熱量“提取”出來，釋放到水中，從而降低室溫，達(dá)到制冷的效果。其能量流動是利用熱泵機(jī)組所消耗能量（電能）吸取的全部熱能（即電能+吸收的熱能）一起排輸至高溫?zé)嵩?/a>，而起所消耗能量作用的是使介質(zhì)壓縮至高溫高壓狀態(tài)，從而達(dá)到吸收低溫熱源中熱能的作用。

污水源熱泵系統(tǒng)由通過水源水管路和冷熱水管路的水源系統(tǒng)、熱泵系統(tǒng)、末端系統(tǒng)等部分相連接組成。根據(jù)原生污水是否直接進(jìn)熱泵機(jī)組蒸發(fā)器或者冷凝器可以將該系統(tǒng)分為直接利用和間接利用兩種方式。直接利用方式是指將污水中的熱量通過熱泵回收后輸送到采暖空調(diào)建筑物；間接利用方式是指污水先通過熱交換器進(jìn)行熱交換后，再把污水中的熱量通過熱泵進(jìn)行回收輸送到采暖空調(diào)建筑物。

污水源熱泵與同類產(chǎn)品初投資比較（以1×10⁴㎡為例）

表1 1×10⁴㎡初投資列表

表2 1×10⁴㎡運(yùn)行費(fèi)用列表

從上述表格可以明顯地看出來，污水源熱泵系統(tǒng)有良好的經(jīng)濟(jì)效益，與地下水源熱泵、直燃機(jī)、熱網(wǎng)+水冷機(jī)組、燃煤+水冷機(jī)組等系統(tǒng)相比，該系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢十分明顯。

污水源熱泵優(yōu)點(diǎn)

(1）與傳統(tǒng)的燃煤鍋爐、燃?xì)忮仩t和燃油鍋爐供暖系統(tǒng)相比，污水源熱泵系統(tǒng)可利用污水中低品位熱能，減少能源消耗，減少二氧化硫、二氧化碳、顆粒物等污染物的排放；同時，減少污水直接排放后造成的能量損失。污水經(jīng)過換熱器后返回污水干渠，污水密閉循環(huán)，不會對環(huán)境或其他水體造成污染。

(2）由于夏季污水的溫度比環(huán)境溫度低，冬季污水的溫度比環(huán)境溫度高，即夏季熱泵系統(tǒng)凝結(jié)溫度低，冬季蒸發(fā)溫度高，能效比高達(dá)5.0左右，即供暖制冷所投入的電能在1kW時可得到5kW左右的熱能或冷能，能源利用率較高，能效比和性能系數(shù)遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)中央空調(diào)系統(tǒng)。

(3）城市污水具備水流量大、污水水溫和水量較為穩(wěn)定等特點(diǎn)，且一般日變化幅度較小，因此城市污水作為熱泵系統(tǒng)的冷熱源，是熱泵系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的必要條件。

污水源熱泵缺點(diǎn)

(1）由于原生污水中含有大量污染物和雜質(zhì)，如果直接進(jìn)入熱泵系統(tǒng)，容易造成對熱泵機(jī)組的腐蝕污雜物堵塞問題，因此國內(nèi)目前普遍應(yīng)用的是污水廠二級污水或處理后的中水，其中所蘊(yùn)含的熱能較原生污水有損失；目前應(yīng)用較為普遍的是間接式污水源熱泵系統(tǒng)，需要先與中介換熱介質(zhì)換熱后再進(jìn)入熱泵系統(tǒng)，相對于直接式熱泵系統(tǒng)，大大影響了換熱效率。

(2）考慮到管道熱損失等問題，污水源熱泵項(xiàng)目的選址具有一定的局限性，如選址應(yīng)靠近污水水源收集區(qū)，限制了污水源熱泵技術(shù)的推廣和應(yīng)用。

未來5年內(nèi)，我國計(jì)劃將完成地源熱泵以及污水源熱泵供暖(冷)面積3.5×109m2。各級政府也在不斷出臺政策大力扶持、推廣地源熱泵與污水源熱泵在節(jié)能環(huán)保領(lǐng)域的應(yīng)用。污水源熱泵技術(shù)現(xiàn)已得到了政府和社會的廣泛重視，并將成為我國在未來各項(xiàng)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中大力支持與倡導(dǎo)的新能源技術(shù)之一。