污水源热泵

污水源热泵是水源热泵的一种。水源热泵是利用地球表面浅层的水源，如地下水、河流和湖泊中吸收的太阳能和地热能而形成的低品位热能资源，采用热泵原理，通过少量的高位电能输入，实现低位热能向高位热能转移的一种技术。

污水源热泵是水源热泵的一种。众所周知，水源热泵的优点是水的热容量大，设备传热性能好，所以换热设备较紧凑；水温的变化较室外空气温度的变化要小，因而污水源热泵的运行工况比空气源热泵的运行工况要稳定。处理后的污水是一种优良的引入注目的低温余热源，是水/水热泵或水/空气热泵的理想低温热源。[2]

污水源热泵形式繁多，根据热泵是否直接从污水中取热量，可分为直接式和间接式两种。所谓的间接式污水源热泵是指热泵低位热源环路与污水热量抽取环路之间设有中间换热器或热泵低位热源环路通过水/污水浸没式换热器在污水池中直接吸取污水中的热量。而直接式污水源是城市污水可以通过热泵或热泵的蒸发器直接设置在污水池中，通过制冷剂气化吸取污水中的热量

城市污水由生活污水和工业废水组成，它的成分是及其复杂的。所以，污水源热泵经常会出现下列问题[2]  ：
（1）污水流经管道和设备（换热设备、水泵等）时，在换热表面上易发生积垢、微生物贴附生长形成生物膜、污水中油贴附在换热面上形成油膜、漂浮物和悬浮固体物等堵塞管道和设备的入口。其最终的结果是出现污水的流动堵塞和由于热阻的增加恶化传热过程。
（2）污水引起管道和设备的腐蚀问题，尤其是污水中的硫化氢使管道和设备腐蚀生锈。
（3）由于污水流动阻塞使换热设备流动阻力不断增大，引起污水量的不断减少，同时传热热阻的不断增大又引起传热系数的不断减小。基于此，污水源热泵运行稳定性差，其供热量随运行时间延长而衰减。
（4）由于污水的流动阻塞和换热量的衰减，使污水源热泵的运行管理和维修工作量大，例如，为了改善污水源热泵的运行特性，换热面需要每日水力冲洗3~6次。

污水水质的优劣是污水热泵供暖系统成功与否的关键，因此要了解和掌握污水水质，应对污水作水质分析，以判断污水是否可作为低温热源。处理后污水中的悬浮物、油脂类、硫化氢等均要比原生污水小十倍乃至几十倍，因此，国外一些污水源热泵常选用城市污水处理厂处理后的污水或城市中水设备制备的中水作为它的热源与热汇。而城市污水处理厂通常远离城市市区，这意味着热源与热汇远离热用户。因此，为了提高系统的经济性，常在远离市区的污水处理厂附近建立大型污水源热泵站。所谓的热泵站是指将大型热泵机组（单机容量在几MW到30MW）集中布置在同一机房内，制备的热水通过城市管网向用户供热的热力站。[2]

防堵塞与防腐问题是污水源热泵空调系统设计、安装和运行中的重要的关键问题。其问题解决的好与坏，是污水源热泵空调系统成功与否的关键，通常采用的技术措施归纳为[2]  ：
（1）由于二级出水和中水水质较好，在可能的条件下，宜选用二级出水或中水做污水源热泵的热源和热汇。
（2）在设计中，宜选用便于清污物的淋激式蒸发器和浸没式蒸发器，污水/水换热器宜采用浸没式换热器。经验表明：淋激式蒸发器的布水器的出口容易被污水中较大的颗粒堵塞，故设计中对布水器要做精心设计。
（3）在原生污水源热泵系统中要采取防堵塞的技术措施，通常采用：
1）在污水进入换热器之前，系统中应设有能自动工作的筛滤器，去除污水中的浮游性物质。目前常用的筛滤器有自动筛滤器、转动滚筒式筛滤器等。
2）在系统中的换热器中设置自动清洗装置，去除因溶解于污水中的各种污染物而沉积在管道内壁的污垢。目前常用胶球型自动清洗装置、刚刷型自动清洗装置等。
3）设有加热清洁系统，用外部热源制备热水来加热换热管，去除换热管内壁污物，其效果十分有效。
（4）在污水源热泵空调系统中，易造成腐蚀的设备主要是换热设备。原生污水源热泵，宜选用钛质换热器和铝塑传热管。
（5）加强日常功能运行的维护保养工作是不可忽略的防堵塞、防腐蚀的措施。