一、简介

污水源热泵，主要是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液化/汽化循环变化，消耗少量的电能，从而达到制冷制暖效果的一种创新技术。

污水源热泵技术最早起源于杨图夫斯基（前苏联）等人对河流、污水、海水的利用探讨，1978年，杨图夫斯基对热泵站供热与热化电站、区域锅炉房集中供热进行比较，得出热泵站供热可节省燃料20%~30%，并提出利用莫斯科河水作水源热泵站区域供热方案。

1981年6月，瑞典在塞勒研究开发了第一个净化污水源热泵系统。

自此发达国家纷纷投入大量的财力和人力进行此项研究，并取得了一定的发展。

日本、挪威、瑞典及一些北欧国家等对城市污水源空调系统均研究得比较早。

在国内，应用较早、较为突出的是北京高碑店污水处理厂的二级出水。

2000年，北京市排水集团在高碑店污水处理厂开发了污水源热泵试验工程，空调建筑面积900m2，这是我们最早的城市污水源热泵系统。

污水源热泵系统是我国当前各类热泵技术中发展和应用前景最被看好的一种。

目前，该技术较为成熟，国内外工程实例很多，现在我国污水源热泵已得到一定程度的应用。

二、优点

环保效益

污水源热泵系统是利用了城市污水作为冷热源，进行能量转换的供暖空调系统，污水经过换热设备实现热量交换后返回污水干渠，污水与其他设备或系统不接触，污水密闭循环，不污染环境与其他设备或水系统。

供热时省去了燃煤、燃气、燃油等锅炉房系统，没有燃烧过程，避免了排烟污染;供冷时省去了冷却水塔，避免了冷却塔的噪音及霉菌污染。

不产生任何废渣、废水、废气和烟尘，环境效益显著。

高效节能

冬季，污水体温度比环境空气温度高，所以热泵循环的蒸发温度提高，能效比也提高。

而夏季水体温度比环境空气温度低，所以制冷的冷凝温度降低，使得冷却效果好于风冷式和冷却塔式，机组效率提高，能源利用效率远高于其他形式的冷热源系统。

运行稳定

污水的流量和温度一年四季相对稳定，使得污水源热泵机组运行更可靠、稳定，也保证了系统的高效性和经济性。

一机多用

污水源热泵系统同时具备冬季制热、夏季制冷、全年制取生活热水的功能。

三、缺点

管道和机组堵塞、污染与腐蚀

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，管道和机组的堵塞与污染问题是本系统最大的难点。

后期维护

后期运营保养很关键，通常需要通过化学液体或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。

四、工作原理

污水源热泵系统宏观上由三个子循环系统构成，即污水循环、中介循环和末端循环，系统的主要设备包括污水循环泵、污水专用换热器、中介循环泵、热泵机组、末端循环泵。

先将污水的热量传递给清洁水，清洁水进入热泵机组，在污水换热器和热泵机组之间形成封闭循环，起中介热量传递作用，我们将其称之为“中介循环”，而污水的自身循环称之为“污水循环”，末端系统循环水在热泵机组与末端散热设备之间循环则称之为“末端循环”。

详细系统的工作过程如下：

1、污水源热泵系统供热过程

首先，13.0℃左右的污水经过污水泵提升，进入无堵塞高效换热的污水换热器进行放热，将一定温差范围内（5.3℃左右）的热量传递给清洁水，再以7.7℃左右排放至下游，实现污水循环。

然后，9.3℃左右的清洁水经中介泵输送，通过A阀进入热泵机组的蒸发器进行释热，将从污水那里获取的热量传递给热泵机组，再以4℃左右再次进入污水换热器进行吸热，形成封闭循环，即中介循环。

最后，45℃左右的系统水经系统循环泵输送，通过A阀进入热泵机组冷凝器进行提温，将热泵机组从低温那里转化来的高温热量吸收，再以50℃左右进入末端散热设备将热量释放给建筑空间，实现末端循环。

2、污水热泵系统制冷过程

首先，24℃左右的污水经过污水泵提升，进入污水换热器进行吸热，从清洁水中吸收8℃左右温差的热量，再以32℃左右排放至下游，实现污水循环。

然后，29.5℃左右的清洁水经中介泵输送，通过B阀进入热泵机组冷凝器进行吸热，将系统水从建筑物吸收的热量传递给换热器，以37.5℃左右进入污水换热器进行放热，形成封闭循环，即中介循环。

最后，12℃左右的末端系统水经末端泵输送，通过B阀进入热泵机组蒸发器进行放热，再以7℃左右进入末端散热设备从建筑空间吸收热量，实现末端循环。