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污水源熱泵系統(tǒng)是我國當前各類熱泵技術(shù)中發(fā)展和應用前景最被看好的一種。其原理十分簡單,通過中介水和污水專用的換熱器從污水中換取熱量,帶有熱量的中介水進入蒸發(fā)器后,熱量被制冷劑吸收,中介水通過循環(huán)泵動力在蒸發(fā)器和換熱器之間循環(huán)。
據(jù)介紹,使用原生污水(市政干渠污水)與污水處理廠的二級出水作為冷熱源時,有以下特點:第一,城市污水量占城市供水量的80%%以上,數(shù)量可觀。第二,城市污水水溫相對較高且隨季節(jié)變化幅度較小,通常在10℃以內(nèi),具有冬暖夏涼的特性;溫度全年浮動在10℃~25℃之間,適合暖通空調(diào)系統(tǒng)冬夏兩用;供暖時水溫較地下水溫高3℃~5℃,制冷時較空氣溫度低10℃~15℃。第三,城市污水熱能分布與人口及城市工業(yè)化程度基本成正比,將城市污水作為一種新能源,在優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)的同時,還能有效緩解能源缺乏及分布不均勻的問題。第四,污水作為一種載熱水體,其熱容量大,相對空氣源、土壤源而言,換熱設(shè)備具有更高的傳熱系數(shù),使得熱泵系統(tǒng)運行效率提升。第五,城市污水較空氣源、地下水源、土壤源以及其他離建筑物較遠的冷熱源更具經(jīng)濟價值,體現(xiàn)為系統(tǒng)的初投資相對較低,即便與常規(guī)冷熱源系統(tǒng)相比,初投資也要低很多。第六,污水源熱泵系統(tǒng)可以最大程度地避免集中空調(diào)內(nèi)“致命殺手”——軍團菌的存在。污水源空調(diào)沒有冷卻水(冷卻塔)系統(tǒng),有效地減少了這種病菌的傳播區(qū)域和途徑。
如今,可持續(xù)發(fā)展已漸漸成為熱門話題,環(huán)境因素作為可持續(xù)發(fā)展的三要素之一,自然引起了各方的密切關(guān)注??沙掷m(xù)發(fā)展意味著合理的維護和使用,意味著在發(fā)展計劃和政策中納入對環(huán)境的關(guān)注和考慮。正是由于這種觀念逐步取得人們共識,污水源熱泵系統(tǒng)得到了業(yè)內(nèi)外的認可,并有了進一步向縱深發(fā)展的可能。
在污水源熱泵系統(tǒng)中,與污水直接接觸的換熱器因為水質(zhì)所造成的堵塞、腐蝕以及結(jié)垢問題顯得尤為突出。以結(jié)垢問題為例,據(jù)調(diào)查,目前在國內(nèi)所有的污水源系統(tǒng)項目中,90%%以上的換熱設(shè)備都存在不同程度的污垢問題。污垢使傳熱熱阻增加,不僅惡化了換熱器的傳熱性能,而且垢層的增厚使流通面積減小,在流量維持恒定的情況下,導致平均流速的上升。同時,污垢還使得流道表面變得粗糙,增大了摩擦系數(shù)和局部阻力系數(shù),引起整個換熱器的流動阻力壓降增大,并造成機組消耗的功率增加。因此,在污水源熱泵系統(tǒng)中換熱器的設(shè)計和使用中,如何防垢、抑垢、除垢是非常重要而關(guān)鍵的課題。
企業(yè)和大專院校也紛紛為解決這項難題提供思路。哈爾濱工業(yè)大學、北京工業(yè)大學等高校不久前相繼公布了關(guān)于解決污水換熱器材料革新的研究成果;上海富田空調(diào)冷凍設(shè)備有限公司對換熱器內(nèi)部進行了納米涂層處理,避免了污染及對換熱器的腐蝕,取得了不錯的效果。
污水源熱泵系統(tǒng)在技術(shù)日益完善的今天,前景顯得無比光明,但其依舊難以“脫俗”。如何使之發(fā)揮出應有功效,避開各種“為了用而用”等形式主義的出現(xiàn),是很多人士關(guān)注而擔憂的焦點。據(jù)記者了解,2008年北京奧運會某項目曾選取污水源熱泵系統(tǒng)為之配套,看似這是倡導節(jié)能、力求環(huán)保的“典型”,不過很多業(yè)內(nèi)專家卻私下表態(tài),批評“這種選擇費力不討好”。