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污水源热泵正成为采暖制冷领域新的发展趋势
时间:2015-2-3
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污水源热泵以其节能环保及经济高效的特性,正成为如今采暖制冷领域又一新的趋势。在国家节能减排战略不断推进的背景下,未来这一技术有望得到越来越广泛的推广和应用。

相关数据统计称,我国目前城市污水年排放量已近700亿吨。随着城镇化进程不断推进,这一数字仍在持续增长。据空调制冷大市场专家介绍,城市的低位废热约有四成存在于污水中,如果能合理回收这部分低位热量,将城市污水处理的水量和热量同时回收起来,既可实现城市废热的再利用、变废为宝,同时又可开发出一种新的可再生清洁能源利用方式。

污水源热泵便是这样一种技术。它主要以城市污水作为提取和储存能量的冷热源,借助热泵机组系统内部制冷剂的物态循环变化且仅仅消耗少量电能,就可以达到制冷制暖的效果,为城市污水的资源化、低品位清洁能源的利用开辟了新途径。这项技术工作原理是利用城市污水量大、温度适宜稳定、季节变化幅度小、冬暖夏凉等突出特点,将其作为冷热源,根据污水冬季温度高于室外温度、夏季温度低于室外温度的特性,用换热器将污水中难以直接利用的热能提取出来送入中介设备,再传递给热泵主机形成高温水用以冬季供暖。与此同时,这套系统还可逆向使用,使之夏季制冷。

建设绿色生态文明是社会各界共同关注的焦点,而污水源热泵系统在环境方面的贡献尤其卓著,为我国节能环保事业的顺利进行作出了积极贡献。

由于我国北方地区冬季采暖仍然大多依靠煤、石油、天然气等不可再生能源实现,采暖与环保早已成为一对如影随形的矛盾。作为地源热泵技术应用形式的一种,污水源热泵系统以城市污水作为冷热源,可实现冬季供热、夏季空调和全年供应生活热水;在供热时省去了燃煤、燃气、燃油等锅炉房系统,没有燃烧过程,避免排烟污染;在制冷时省去冷却塔,避免了冷却塔噪音及霉菌和大气污染。整套系统不向大气中排放废渣、废水、废气和烟尘,理论上完全能够实现零污染,环境效益较为突出。因此,推广原生污水热泵技术是改变城市以燃煤为主的能源消费结构现状的有效途径,更为可再生能源的应用和发展拓展出新思路。与此同时,回收和利用城市污水中的低位能源有助于加深人们对于城市污水资源化的全面认识,充分体现出“发展循环经济”的理念,从而大大提高城市的能源利用率,降低城市对化石燃料的依赖,有助于控制大气污染、保护全球环境,对建设节能城市具有重大的现实意义。

在系统能效方面,污水源热泵表现也很出色。作为北方寒冷地区不可多得的热泵冷热源,城市污水的温度一年四季相对稳定,使得污水源热泵比传统空调系统运行效率要高,节能和节省运行费用的效果显著。据估算,使用污水源热泵空调系统方式运行,其能量输入与输出之比可达到1:4,即输入1000W电能可获得4000W的热量,节能率最大可达75%。这种方式的采暖费用分别为燃煤供热方式的70%、燃气供热方式的50%、燃油供热方式的30%。采暖时,每使用一吨污水可获取5000~10000kW热能,相当于1.5kg~3kg标准煤供热的有效热值。

在目前全球面临能源危机和环境污染趋于严重的形势下,鉴于污水源热泵系统拥有显著的环境和经济方面的综合效益,这项技术得以奠定飞速发展的基础。

目前,日本和挪威、瑞典等部分欧洲国家对城市污水源热泵空调系统的研究走在世界前列。我国近些年来在污水源热泵的理论研究和实践方面也取得了很大进步。有专家建议称,发展污水源热泵系统,除了要加大市场科普方面的工作以外,现在更需要得到市政等职能机构的积极响应,政府部门应为推广单位配套相应服务,包括提供污水管网图,提供测量采集主要污水干管的流量、流速、温度等数据的便利条件;根据当地污水管网布局及测量结果,纳入总体建设规划中并制定优先发展污水源热泵系统的政策,大力推广、支持污水源热泵系统的运用;对采纳节能技术方案的用户单位给予一定的政策以及资金支持,从而推动污水源热泵技术快速发展。

不过,空调制冷大市场专家同时提醒,污水源热泵系统在技术环节上仍然存在缺陷。城市原生污水成分非常复杂,化学特性并不稳定,中间含有多种悬浮物、絮状物以及生活垃圾等物质。随着污水源热泵工程不断上马,种种弊端正逐步显现。目前,最关键的难点在于防止管道和机组堵塞、污染与腐蚀;其后期运营保养很关键,常需通过化学液体或高压水枪进行内部清洗以及加装离心污水换热器等方式解决,但会耗费较大的资金和精力。

虽然在技术和运营环节仍有难题要攻克,但行业普遍认为,污水源热泵系统发展仍然处于初级阶段,并对未来抱有足够信心。按照市场预期规划,即便按照可开发应用率50%计算,其市场容量亦将大于5亿平方米。

 
 
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