摘要：我國能源需求與環(huán)境保護的矛盾日趨凸顯,污水源熱泵技術的推廣有效的將能源與環(huán)境有機結合起來,將污水處理過程中的富余熱能提取出來供熱或制冷,獲得清潔而高效的能源,達到節(jié)能減排的效果。
關鍵詞：污水源熱泵 節(jié)能環(huán)保 熱泵空調
1、概述
隨著我國經濟的迅速發(fā)展,對能源的需求旺盛,合理利用自然資源,保護環(huán)境,減少污染物排放,降低常規(guī)能源的消耗已經成為全社會面臨的問題。風能、太陽能、地熱能、污水熱能等能源的利用很好的解決上述兩個問題。
而污水源熱能隨著污水處理系統(tǒng)的大量建設和運營,提供了大量的低廉而高品質的熱能源。如何有效的使用污水源熱能對環(huán)節(jié)能源緊缺的狀況意義重大。污水源熱泵由水源熱泵機組、污水熱能交換系統(tǒng)、建筑物內系統(tǒng)共同組成的一種供熱空調系統(tǒng)。
2、污水源熱泵工作原理
工作原理如下圖1所示。制冷工況下,關閉9制熱閥門,開啟8制冷閥門,空調房間冷負荷連同壓縮機的功所轉化的熱量被排入污水處理（末端）消毒清水池,與換熱器2(此時換熱器2在熱泵機組中起冷凝器作用)之間,通過管道連接成一個封閉回路,在水泵7的作用下,水在回路中往復循環(huán),在換熱器2中吸收制冷劑的熱量,通過安裝在消毒清水池中的換熱器傳入水體。
供熱工況下,從壓縮機5出來的制冷劑經換向閥7作用換向,此時換熱器2轉換成為熱泵機組的蒸發(fā)器,循環(huán)水流經污水處理生化池內安置的換熱器時吸收污水中的熱量在換熱器2(蒸發(fā)器)中釋放給制冷劑。在室內同樣既可以通過水的循環(huán)進行熱量傳遞,也可以使制冷劑直接流經房間換熱器6與空氣進行熱交換。
3、污水源熱泵的特點
3.1 高效節(jié)能
由于污水源熱泵利用儲存在污水生化池中的能源,生化熱能溫度高,且具有其他能源無可比擬的穩(wěn)定性,其一年四季變化較小。大地溫度冬季比環(huán)境空氣溫度高,夏季比環(huán)境空氣溫度低,是極好的冷熱源。年平均溫度在45℃左右,這種溫度特性使得污水源熱泵系統(tǒng)比傳統(tǒng)空調系統(tǒng)的運行效率要高40%左右。另外,污水儲存能的穩(wěn)定性特點,也使得熱泵機組的運行更加可靠和穩(wěn)定,保證了系統(tǒng)的高效性和經濟性。
3.2 清潔環(huán)保
傳統(tǒng)的熱源都具有在燃燒過程,會產生各種廢氣,對環(huán)境造成污染。而污水源熱泵是提取污水處理過程中產生的過剩熱量,利用制冷循環(huán)中蒸發(fā)器和冷凝器的功能轉換原理。不存在廢氣和溫室氣體的排放,對大氣無污染,屬于綠色環(huán)保技術。
3.3 可持續(xù)再生能源
污水處理廠/站的數量日益增多,對污水源熱泵的開展具有廣泛的空間。大量的污水處理站分布在各個單位,可以方便的將能量使用在辦公樓,廠區(qū)生產等。
4、污水源熱泵在我國的發(fā)展前景
污水源熱泵是水源熱泵技術的延伸技術,在國內還處于探索起步階段。水源熱泵發(fā)展主要以地下水源采灌方式為主,技術上比較成熟、利用可行性較大、實施的工程項目較多的還是地下水熱泵系統(tǒng)。隨著環(huán)保要求嚴格,污水處理系統(tǒng)大量建設并運營,污水源熱能分布廣泛且容易獲取,建設成本很低,熱能可直接快捷的利用。
我國是一個能源大國,同時也是一個耗能大國,能源問題不僅制約著我國經濟的快速發(fā)展,綜合國力的提高。如何解決好能源與環(huán)境矛盾突出的問題,意義重大。污水源熱泵技術有效的緩解上述問題,即提供了清潔能源,又促進了我國污水處理工作的開展。
5、結語
污水源熱泵作為一種高效、環(huán)保、節(jié)能的空調冷熱源形式具有十分光明的市場前景。在污水源熱泵技術的應用中,盡管還有許多技術問題需要解決, 但由于技術、節(jié)能、環(huán)保、可持續(xù)發(fā)展等優(yōu)點,已成為建筑物供暖和制冷合理方案和發(fā)展趨勢。在能源可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略中,污水源熱泵將會不斷受到人們的重視與青睞。
