汙水（中水）源中央空調係統介紹

能源戰略新目標
　　據世界能源組織統計，全球煤炭預計可采200年，石油可采30—40年，天然氣可采60年，在全球能耗以每年5%的增長速度下，化石燃料能源預計還能使用一二百年，世界能源短缺形勢嚴峻；我國人均能源貧乏，人均擁有量僅為世界平均值的1/2和美國的1/10。能源短缺問題更加嚴重。節約用能和開發新的能源已經成為全人類共同麵對的迫切問題。我國已將節約資源和保護環境作為基本國策，將其提高到關係人民群眾切身利益和中華民族生存發展的高度，放在工業化、現代化發展戰略的突出位置，要求落實到每個單位、每個家庭。
巨大的能源
　　全國每年排放城市生活汙水500億噸左右，按溫度升高或降低5°C計算，若全部開發所貢獻出的熱和冷10億GJ，這部分熱量可供20億m2建築和製冷。全國江河湖海水資源更是豐富，以長江為例，冬季枯水期的水流量也有1.5萬m3/秒，按溫度升高或降低1℃計算，則相當有63000GJ 的冷熱源。可供采暖或空調建築麵積為10億m2。如果將湖泊包括在內全國其它淡水水體的潛在熱能都計算在內，數字將大得難以統計。 

主要城市日汙水排放量與可滿足供暖麵積表

理想的冷熱源
　　城市汙水溫度適宜，冬季在嚴寒地區也有10℃——18℃以上，是豐富的熱源。夏季20℃——28℃是空調廢熱理想的排放處。城市的生活汙水雖然水質很差，但酸堿度適中（PH≈7），對管路設備無嚴重的腐蝕作用。南方江河湖海水的水溫冬季溫度都在4℃以上，夏季溫度在28℃以下。因此都可作為熱泵空調係統的冷、熱源。

部分地區地麵水冬季低水溫表 

汙水（中水）源的技術特點

 技術特點

由於汙水（中水）的水質特點，使其與其他水源熱泵技術相比有自身的兩個特點，也是該係統的關鍵技術。

1..應用工藝與設備

　 原生汙水中大尺度雜物的大量存在，例如朔料袋、樹葉等，造成設備與管路的堵塞汙染，傳統的過濾手段與機械格柵盡管能處理掉這些雜物，但實際無法操作，涉及到占地、清理、雜物運輸及周邊的環境汙染問題，這無疑給城市汙水源熱泵帶來了滅絕性災難，也正是該技術延遲發展的問題所在。

目前，哈工大已針對該問題，開發出了應用工藝與裝置，並已獲國家，實際已投入哈爾濱望江賓館和太古商城，北京悅都大酒店，太原市國瑞大廈等數個工程的運行中。

2.汙水專用換熱器

　盡管去除了汙水中一些較大的雜物，但微型泥沙及纖維狀汙物依然大量存在，實際又不可能采取汙水處理工藝，因為處理費較提取的熱量價值還要高一倍。由於微型泥沙及纖維狀汙物對流動與換熱有很大影響，故此，汙水換熱器要有特殊要求。

技術領域與特征

1、建築物的采暖與空調耗能巨大，其中采暖主要在消耗礦物能源。
　　建築物的采暖與空調能耗在國民經濟總能耗中占有相當大的比例（工業發達國家可占到40%），其中有相當的比例仍在采用傳統的礦物能源。地球上的礦物能源是有限的，而且其燃燒過程必然汙染大氣環境。社會的可持續發展戰略將能源與環保列為兩大主題。按照這一戰略要求人們在積極地尋求替代能源，特別是那些來自於大自然環境的清潔的可再生的能源，例如太陽能、風能、潮汐能等等。

2、熱泵供暖與空調是一項既節能又環保的技術。
　　熱泵能夠使用少量電能從環境（水或空氣）中攫取大量冷、熱能量去滿足建築物對冷、熱的需求。在將電能的利用率提高四倍或以上的同時，對環境是零汙染。上述替代能源大都需要通過熱泵加以利用。

3、城市汙水是熱泵空調理想的冷、熱源。
　　熱泵是需要環境能源的，例如天然水、河水、空氣等，又稱低溫熱源。而這種合適、可用的低溫熱源卻並非處處都有。例如在我國北方嚴寒地區，冬季室外大氣溫度太低，已無法被用作熱泵的熱源；根據傳統的技術，可作為熱泵冷、熱源的隻有地下水，而地下水的開采是受限製的。
　　城市汙水溫度適宜穩定，冬季在嚴寒地區也有100C以上，是豐富的熱源；夏季20幾攝氏度是空調廢熱理想的排放處。城市的生活汙水雖然水質很差，但酸堿度適用（PH=7）。對管路設備無嚴重的腐蝕作用，一般可采用碳鋼材質做汙水換熱器。城市原生汙水遍布城區，凡在建築需要采暖空調之處，均有汙水的排放。其數量浩大，建築物排放汙水中所含的熱能足以供應1/6左右相應建築麵積采暖空調的能耗。

4、實現無堵塞連續換熱是城市原生汙水作為冷、熱源的技術關鍵。
　　本成果已經解決城市汙水冷熱源的技術關鍵在於在取、排熱過程中如何防止
　　惡劣水質對換熱設備的堵塞與汙染。此前在世界範圍內還沒有城市原生汙水作為熱泵冷熱源成規模應用的工程實例和研究成果（供應幾百平方米建築采暖空調很小規模的浸泡式工藝除外）。已有的研究成果和工程實例均是利用汙水處理站中的二級出水的。這種水的水質已相當好，作為熱泵冷熱源本來就沒有原則上的技術困難。因此，以往城市汙水源熱泵隻能建在汙水處理站附近，去供應汙水處理站附近的建築，其使用範圍和開發空間是很有限的。在暖通空調新能源開發利用領域中，真正有吸引力的是將城市原生汙水開發成為熱泵冷熱源。
　　為解決惡劣水質對換熱設備及管路的堵塞與汙染問題而進行傳統意義上的水處理是不可行的，因為即使采用簡單的水處理工藝，其處理成本也要大大地高於熱泵從水中取熱與取冷的價值，況且在城區水處理工藝的占地也成問題。
　　本技術成果初步，但成功地解決了這個問題。采用該項技術與設備，可以保證在采用城市原生汙水時換熱設備無堵塞地長時間運行，附加設備體積小，價格低廉，從而使大規模地使用城市原生汙水作為熱泵冷熱源成為可?堋?/SPAN>

節能與環保價值

1、節能與節煤
　　采暖時每使用一噸汙水，可獲取5000--10000千卡熱能（與冬季汙水的水溫條件有關），相當於1.5--3 kg燃煤供熱的有效熱值。

如果考慮本項目使用的是火電，即所使用的電力原來也是燃煤發出的，則有如下粗略計算：

燃煤發電的效率為1/3左右，熱泵的能源利用效率為400%左右，兩者綜合得到熱泵供熱的能源利用效率為3/4 = 1.33 。而直接燃煤供熱的能源利用效率僅為0.6左右（考慮到鍋爐效率，輸運損失，不平衡時調節不利的損失等）。兩者比較可知熱泵供熱比燃煤供熱節煤55% 。

全國全年排放汙水總計600億噸左右，此外，該項技術成果可以很容易地推廣應用到使用江、河、湖、海等地麵水。利用這些水中的熱能資源解決我國南方廣大地區的采暖問題是完全可行的，大力開發每年可節煤上億噸。

2、環保
　　在冬季采暖時，燃煤1kg將向大氣排放3kg左右的 。本成果在全球的推廣應用將減少多少溫室氣體排放！ 
　　在夏季空調工況中，空調廢熱被排放到了汙水中，而不是像常規空調那樣通過冷卻塔排放到大氣中。這對夏季炎熱的南方城市有特殊的意義，可完全避免所謂“空調越開，城市越熱”的所謂“熱島現象”。

經濟效益

初投資
　　汙水源熱泵係統初投資低於地下水源熱泵、直燃機、燃煤鍋爐+空冷機組、城市熱網+空冷機組、空氣源熱泵機組、土壤源熱泵係統。在同等冷熱負荷及功能條件下，初投資節省均達到20%以上。與常用的幾種係統相比如下圖。

初投資和運行費用比較
1、初投資
汙水源熱泵初投資低於地下水源熱泵、直燃機、熱網+空冷機組、燃煤+空冷機組。以10000平方米建築為例，初投資詳細對比見下表：

2、運行費用

注：1）冬季采暖按120天計算，夏季季製冷按120天計算。
　　2）電費按0.8元/度計算，天然氣按2.1元/m3計算。
　　3）末端為風機盤管，熱負荷按60W/m2，冷負荷按70w/m2計算。

實施條件及程序

係統特點

　　1、高效、節能《節能率30℅—75℅》 該係統的運行方式，使能量輸入與輸出之比達到1：4以上，即輸入1千瓦的電能，就能夠得到4千瓦以上的能量，節能30—75%。采暖費與燃煤供熱相比為70%，與燃氣相比為50%、與燃油相比為30%。采暖時每使用一噸汙水，可獲取5000——10000千卡熱能，相當於1.5㎏—3㎏標準煤供熱的有效熱值。
　　2、綠色環保　該係統不需要鍋爐、冷卻塔等設備。沒有煤、油及天然氣燃燒排放物汙染，無室外機，不會產生令人不適的熱島效應，噪音大大低於傳統空調。在冬季取暖時，利用一萬噸汙水為建築物供熱4個月，可減CO2排放量5040噸。
　　3、壽命長，維護費低　該係統主機設備使用壽命長達25年，汙水防阻機和汙水換熱器壽命長達20年以上，係統不設室外機，不設冷卻塔，設備維修簡單，費用低，正常使用條件下無須維護。
　　4、一機多用，占地小　係統一機多用，一套係統可以代替原來的鍋爐加空調兩套裝置。可以實現供暖、供冷、供熱水三聯供。機房占地麵積隻是原來的1/3。
　　5、運行穩定，安全可靠　汙水的溫暖度一年四季相對穩定，其波動的範圍遠遠小於室外氣溫的波動，使得熱泵機組運行可靠穩定。汙水源熱泵係統使用電能驅動熱泵，吸收汙水熱量（或向汙水排放熱量），無須燃燒設備，從而不存在爆炸，燃燒等隱患。
　　6、應用廣泛 WFJ汙水熱能采集裝置分為：1型和11型，1型適用於對固體汙雜物含量較高的城市原生汙水。11型適用於對江、河、湖、海水等含有少量懸浮物的地表水源。 

實施條件及程序

實施目標　汙水源熱泵空調係統經過五年的成功實踐，積累了豐富的經驗，憑借免费午夜草莓成视频人app成熟的技術、先進的設備以及配套設施，全麵為用戶提供服務。
　　實施條件　應用建築須提供符合要求的電力（220V—380V），建築物附近必須有足夠的汙水源，利用地表水作為冷熱源時水溫必須達到4℃以上。
　　實施程序　根據用戶提供的建築圖紙，汙水源及地表水溫度（冬季）的資料及使用要求，從技術谘詢開始，進行深入細致的可行性調研，為用戶出具可行性建議方案書和投資概算，在得到用戶認可後，接受用戶委托進行詳細的施工圖設計並提供施工預算，簽訂係統安裝合同，完成係統安裝，經調試驗收合格後，交給用戶使用。
　　節能環保效益高　原生汙水源熱泵係統為冷熱源，冬季供熱、夏季空調和全年供生活熱水。供熱時省去了燃煤、燃氣、燃油等鍋爐房係統，沒有燃燒過程，避免了排煙汙染；供冷時省去了冷卻水塔，避免了冷卻塔的噪音及黴菌汙染、大氣汙染。不產生任何廢渣、廢水、廢氣和煙塵，環境效益顯著。
　　2010年，我國年汙水排放量將達500億立方米，若大力開發利用，同時加大對江、河、湖、海水的開發，年節省標煤量可達億噸以上（占全國總能耗的3℅，建築能耗15℅），同時每年可減少CO2排放數億噸。