污水源熱泵的工作原理和應用

　　污水源熱泵技術是城市排水冷熱資源利用的主要技術。其主要利用污水通過污水換熱器與中介水進行換熱，中介水進入熱泵主機，主機消耗少量的電能。冬季供熱運行時，廢水經旋轉式連續過濾除污器凈化后，由污水提升泵加壓流經污水源熱泵專用蒸發器．在蒸發器內，廢水中的熱焓被進入蒸發器的低溫液態工質汽化吸收。廢水溫度降5～7℃后凹放爭排水口排放。或進人中水處理裝置處理后另做它用。在蒸發器內汽化后的低溫工質氣體經吸氣管進入壓縮機，經絕熱壓縮后變為高溫高壓工質過熱氣體，并經排氣管進入污水源熱泵專用冷凝器，在冷凝器內，采暖(空調)系統的回水，吸收高溫高壓工質氣體的汽化潛熱溫度升至55～60℃后向用戶供熱，而高溫工質氣體則冷凝為液態，經節流后再進入蒸發器上述過程，不斷地吸收廢水中的熱量。夏季供冷時，系統水路進行切換，即窄調系統水進蒸發器，降溫后供向用戶，污水進入冷凝器，升溫后將熱量帶走排放掉。

　　根據采用水質的不同，污水源熱泵系統可分為：以未處理污水為熱源、以二級出水或中水為熱源兩類。未經處理的污水稱為原生污水，是污水源熱泵系統應用的主體對象，在城市污水干管上廣泛分布，資源豐富，取水方便；而二級出水或中水則局限于污水處理廠，應用地點受到限制。目前污水源熱泵系統首推的是前者，即原生污水源熱泵系統。

　　根據污水是否直接進入熱泵機組，污水源熱泵系統可分為直接式與間接式兩類。若污水直接進入熱泵機組的蒸發器或冷凝器換熱則為直接式系統，若污水與中介水換熱，中介水進人機組則為問接式系統。蓄冷/蓄熱槽通常在實際工程中就是空調末端系統或者衛生熱水供應的用水末端器具。完全不加處理的城市原生污水，只要使用旋轉反沖洗的防阻技術，整個系統便可長期連續安全取熱、取冷運行。

　　由于直接式系統要求污水源熱泵機組蒸發器與冷凝器有很高的抗堵塞、抗污染與抗腐蝕能力，故蒸發器與冷凝器必須使用合金鋼材質，例如鎳銅合金、鈦合金等。同樣，換熱表面不可采用波紋、內肋等加強換熱、節省換熱面積的措施，蒸發器應為滿液式，這些都將大大提高了合金鋼用量，從而提高蒸發器與冷凝器的制造成本。與此相比，雖然間接式系統需多設一級換熱器，但該換熱器完全可以使用碳鋼材質，而蒸發器與冷凝器中由于是水的閉式循環，其造價可大大降低。因此總的來看直接式系統初投資要高于間接式系統。另一方面，間接式系統比直接式多了一級中間換熱，顯然會增大整個系統的阻力損失，這就意味著系統能源利用效率的降低以及相應運行費用的提高。但由于間接式系統的可靠性和對機組防腐防堵性能要求的降低，目前實際工程中應用較多的還是間接式污水源熱泵系統。