热泵技术

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    热泵技术是指在高位能的拖动下，将热量从低位热源流向高位热源的技术。它可以把不能直接利用的低品位热能（如空气/土壤/水/太阳能/工业废热等）转化为可以直接利用的高品位热能，从而达到节约部分高位能（煤/石油/天然气/电能等）的目的。

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研究表明，与区域锅炉房能耗比较，相同容量的热泵站能耗：
用河水（5-6.6℃）作为低位热源时，年节煤率为12.68-14.08%；
用海水（12-13.6℃）作为低位热源时，年节煤率为21.59-39.98%；
用工业废水（18-20℃）作为低位热源时，年节煤率为39-39.98%。

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    利用原生污水！打破热泵发展瓶颈！

    热泵技术在世界范围内的兴起和应用有60多年的历史，在我国有10余年的历史。北欧国家已经广泛应用热泵，美国的热泵应用以每年30％的速度增长。
    但是目前，无论国内外，热泵存在着许多亟待解决的问题。

    热泵的功能是将存在于环境中的不能够直接使用的0-40℃的低品位热源提升到可供使用的45℃以上品位的热源。
    按照基础热源划分，热泵分为空气源热泵和水源热泵。

    冬季空气温度低，夏季空气温度高。因空气热容量低，空气源热泵无论是冬季采暖还是夏季制冷都存在效率低、运行费用高的问题，虽然安装便捷，但能耗较大。
    水源热泵的基础热源主要是地下水和土壤。冬季土壤和地下水的温度比室外环境温度高许多，夏季又低许多，水的热容量比空气高很多，且地下水冬夏温差很小，所以水源热泵冬季采暖夏季制冷效率高、运行费用低，既节能又环保。

    城市水资源的匮乏，严重制约了水源热泵的广泛应用，寻找其他基础热源成为热泵发展的必然趋势。
    每个城市都有工业废水和生活污水，该水源冬暖夏凉，非常适合作为热泵的基础热源。
    日本和西方国家均有采用工业废水和生活污水的热泵项目。挪威首都奥斯陆一个180兆瓦的项目，采用原生污水供350万平方米建筑采暖，但，由于该项目采用污水喷淋进行换热，会产生生产区域的二次污染，需要定期进行二次清污，增加了人工和运行费用。

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【全自动除污的污水源热泵】

【附带自清洁系统的污水专用换热器】

全自动污水除污机

使原生污水的大规模利用成为可能

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    一、该技术是低品位能源的循环利用。

    二、节省初始投资。原生污水源热泵空调系统，一机三用，即一套机组可以满足制冷/采暖及生活热水的供应，省去了中央空调冷却塔、锅炉房或换热机房热网等初始投资。

    三、节电。原生污水源热泵将污水热能连同机组所耗电能一并转移到室内，能效比4.0以上。与大型燃煤锅炉相比，一次能源利用效率提高80％以上；单位供暖负荷电耗，相比地下水源和空气源热泵，节约10-50％。能源利用效率是电采暖方式的3-4倍。污水源热泵机组与空气源热泵机组相比，夏季冷凝温度低、冬季蒸发温度高，能效比大大提高，且运行工况稳定，比传统中央空调系统节省30-60％的运行费用。

    四、节水。传统中央空调冷却塔是通过水的蒸发排放热量。原生污水源热泵作为制冷机使用，不需要冷却塔。夏季运行时，不存在水蒸发和漂水问题，大量节省了水的消耗。每个制冷季节，1万平方米建筑可以节水4000多吨。

    五、降噪。由全自动污水取水除污机和污水专用换热器组成的污水冷却水系统均设置在机房内，可以彻底解决冷却塔或风冷表冷器的运行噪音。

    六、环保。原生污水源热泵属于废热能源的循环利用，不需要锅炉，没有燃烧过程，不存在固体废弃物、有毒有害气体和烟尘的排放。

    七、减少城市热岛效应。夏季制冷时，建筑物的废热通过原生污水源热泵排放到原生污水中，升温后的污水将热量传到污水处理厂。冬季采暖时，污水中的热量用于供暖。

    八、普遍适用性。原生污水源热泵空调系统具有普遍的适用性，在任何有采暖或制冷需求的城市均可使用。如挪威奥斯陆目前运行的原生污水源热泵系统，其负荷达到180兆瓦，可以为350万平方米建筑物供暖/制冷。

    九、运行稳定可靠。污水体温度受时间和季节的影响很小，一年四季相对稳定，其波动范围远小于空气变动，是很好的热泵热源和空调冷源。水体温度较恒定的特点，使热泵机组运行可靠稳定，保证了系统的高效性和经济性，不存在空气源热泵的冬季除霜等难点问题。

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电厂/钢厂/化工

等

工业循环冷却水

或

污水

的

热能回收利用

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    热泵的效率与建筑物室内和室外环境的温差有关，温差越小，热泵的效率越高。
    有研究表明，从热泵机组冬季运行中除霜的角度来看，空气源热泵的使用不但与室外温度有关，而且与室外大气的相对湿度有密切关系，这大大限制了它的使用范围。

    采用地源热泵系统，由于土壤的温度比室外空气温度更接近室内的温度，若设计合理，地源热泵可以比空气源热泵具有更高的效率和更好的可靠性。此外，因为相同体积流量水的热容是空气的3500倍，水与制冷剂的换热效果远好于空气与制冷剂的对流换热，因此地源热泵的换热盘管要比空气源热泵小得多，且地源热泵系统的构件较少使其运行费用可以降低。

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    地源热泵中央空调系统的制热量/制冷量和所消耗的电功率之间的比值全年平均高于4.0以上，既输入1千瓦的电能，就能够得到4千瓦以上的热量。制热能耗量较其他采暖方式减少50-70%；制冷能耗量较其他制冷方式减少40-60%。