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污水源熱泵系統(tǒng)市場潛力巨大
點擊次數(shù)：119 發(fā)布時間：2011-10-17
污水源熱泵系統(tǒng)是我國當(dāng)前各類熱泵技術(shù)中發(fā)展和應(yīng)用前景zui被看好的一種。其原理十分簡單，通過中介水和污水的換熱器從污水中換取熱量，帶有熱量的中介水進(jìn)入蒸發(fā)器后，熱量被制冷劑吸收，中介水通過循環(huán)泵動力在蒸發(fā)器和換熱器之間循環(huán)。
比較而言，污水源熱泵系統(tǒng)可以利用更少的電能，從污水中獲得更多能量，然后供給用戶制冷及采暖。同時，污水源空調(diào)系統(tǒng)在夏季的使用過程中由于不用設(shè)置冷卻塔，不僅減少了相當(dāng)一部分的運行能耗，更消除了冷卻塔在使用過程中對環(huán)境造成的不良影響。這方面在其冬季的使用過程中表現(xiàn)得更為明顯，由于沒有傳統(tǒng)空調(diào)系統(tǒng)中為建筑供熱所配置的鍋爐，污水源熱泵系統(tǒng)能避免造成大氣嚴(yán)重污染的煙氣排放。由此看，傳統(tǒng)的供冷和供熱方案效率低、運行能耗費用高，而污水源熱泵系統(tǒng)不論從供熱供冷的效率，還是從未來的能源費用來看，都具有明顯優(yōu)勢。
污水作為這類熱泵系統(tǒng)冷熱源的關(guān)鍵，在這里被定義為工業(yè)廢水與生活污水的總和。雖然，污水在普通人看來是一種“利用意義不大的臟水”，但是在專家眼中，它卻是一種“寶貝”、一種城市中非常難得的可再生性清潔能源。
據(jù)介紹，使用原生污水（市政干渠污水）與污水處理廠的二級出水作為冷熱源時，有以下特點：*，城市污水量占城市供水量的80%%以上，數(shù)量可觀。第二，城市污水水溫相對較高且隨季節(jié)變化幅度較小，通常在10℃以內(nèi)，具有冬暖夏涼的特性；溫度全年浮動在10℃~25℃之間，適合暖通空調(diào)系統(tǒng)冬夏兩用；供暖時水溫較地下水溫高3℃~5℃，制冷時較空氣溫度低10℃~15℃。第三，城市污水熱能分布與人口及城市工業(yè)化程度基本成正比，將城市污水作為一種新能源，在優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)的同時，還能有效緩解能源缺乏及分布不均勻的問題。第四，污水作為一種載熱水體，其熱容量大，相對空氣源、土壤源而言，換熱設(shè)備具有更高的傳熱系數(shù)，使得熱泵系統(tǒng)運行效率提升。第五，城市污水較空氣源、地下水源、土壤源以及其他離建筑物較遠(yuǎn)的冷熱源更具經(jīng)濟(jì)價值，體現(xiàn)為系統(tǒng)的初投資相對較低，即便與常規(guī)冷熱源系統(tǒng)相比，初投資也要低很多。第六，污水源熱泵系統(tǒng)可以zui大程度地避免集中空調(diào)內(nèi)“致命殺手”——軍團(tuán)菌的存在。污水源空調(diào)沒有冷卻水（冷卻塔）系統(tǒng)，有效地減少了這種病菌的傳播區(qū)域和途徑。
如今，可持續(xù)發(fā)展已漸漸成為熱門話題，環(huán)境因素作為可持續(xù)發(fā)展的三要素之一，自然引起了各方的密切關(guān)注。可持續(xù)發(fā)展意味著合理的維護(hù)和使用，意味著在發(fā)展計劃和政策中納入對環(huán)境的關(guān)注和考慮。正是由于這種觀念逐步取得人們共識，污水源熱泵系統(tǒng)得到了業(yè)內(nèi)外的認(rèn)可，并有了進(jìn)一步向縱深發(fā)展的可能。
中國制冷空調(diào)工業(yè)協(xié)會、北京中冷通質(zhì)量認(rèn)證中心有限公司副總郭勇認(rèn)為，用熱泵系統(tǒng)回收城市污水中的熱能，既開發(fā)了一種清潔能源，同時又降低了城市廢熱的排放、保護(hù)了環(huán)境，污水源熱泵系統(tǒng)理應(yīng)有著廣闊的應(yīng)用前景。他的觀點得到了中國建筑學(xué)會暖通空調(diào)分會名譽理事長吳元煒等諸多資深人士的贊同，不過他們紛紛表示，從目前來看，污水源熱泵系統(tǒng)仍然有包括清潔技術(shù)和系統(tǒng)形式的選擇、污水源水溫和流量以及其保證性和經(jīng)濟(jì)性等問題亟待解決，這些技術(shù)門檻將直接影響到污水源熱泵系統(tǒng)未來在中國的應(yīng)用和發(fā)展。
在污水源熱泵系統(tǒng)中，與污水直接接觸的換熱器因為水質(zhì)所造成的堵塞、腐蝕以及結(jié)垢問題顯得尤為突出。以結(jié)垢問題為例，據(jù)調(diào)查，目前在國內(nèi)所有的污水源系統(tǒng)項目中，90%%以上的換熱設(shè)備都存在不同程度的污垢問題。污垢使傳熱熱阻增加，不僅惡化了換熱器的傳熱性能，而且垢層的增厚使流通面積減小，在流量維持恒定的情況下，導(dǎo)致平均流速的上升。同時，污垢還使得流道表面變得粗糙，增大了摩擦系數(shù)和局部阻力系數(shù)，引起整個換熱器的流動阻力壓降增大，并造成機(jī)組消耗的功率增加。因此，在污水源熱泵系統(tǒng)中換熱器的設(shè)計和使用中，如何防垢、抑垢、除垢是非常重要而關(guān)鍵的課題。
專家認(rèn)為，雜質(zhì)含量多，考慮到污水換熱器的腐蝕、結(jié)垢等多方面的因素，以采用耐腐蝕、壽命長、易清洗的塑料類污水換熱器為佳；對于采用污水處理廠二級出水或再生水的污水源熱泵系統(tǒng)，則可采用再生水用做冷卻水的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。如果再生水達(dá)到了相應(yīng)的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，可采用金屬換熱器，否則可采用非金屬類污水換熱器。
企業(yè)和大專院校也紛紛為解決這項難題提供思路。哈爾濱工業(yè)大學(xué)、北京工業(yè)大學(xué)等高校不久前相繼公布了關(guān)于解決污水換熱器材料革新的研究成果；上海富田空調(diào)冷凍設(shè)備有限公司對換熱器內(nèi)部進(jìn)行了納米涂層處理，避免了污染及對換熱器的腐蝕，取得了不錯的效果。
污水源熱泵系統(tǒng)在技術(shù)日益完善的今天，前景顯得無比光明，但其依舊難以“脫俗”。如何使之發(fā)揮出應(yīng)有功效，避開各種“為了用而用”等形式主義的出現(xiàn)，是很多人士關(guān)注而擔(dān)憂的焦點。