某城市污水源热泵供暖系统可行性研究报告
摘要：本项目拟采用节能环保的“污水源热泵”技术，为建筑面积为300万盯住宅楼供暖，属于绿色环保与可再生能源利用，响应国家“+二五规划”与《国务院节能减排综合性工作方案》，树立节能环保城市形象，符合国家可待续发展目标。
关键词：污水源热泵；供暖系统；可行性研究报告
一.项目可行性论证
1．规划设计可行性研究。
本工程规划设计采用污水源热泵系统进行冬季供暖夏季制冷，目前，全世界范围内比以往更加关注能源、环境与可持续发展的问题，尤其是中国这样一个资源短缺的大国，随着国际能源结构的调整和国际能源的日趋紧张，中国的能源政策也被前所未有地提到了国家的战略高度，因此，要实现经济的可持续发展，必须尽可能多地利用清洁的可再生能源，必须加大节能的力度，必须一如既往地走建设节约型社会的道路。如今，建筑节能已经成为节能领域的重点在此方面，国家相继出台了一系列政策，加强建筑节能的管理。而污水源热泵技术的应用即在此背景下，得到了广泛的关注。就像水泵能把低位水提升到高位一样，热泵可以把热从低温端传送到高温端。它是一种可以实现蒸发器与冷凝器之间功能转换的机械，实质上是逆向使用的制冷机。污水源热泵是以城市生活、生产的污水为低位端对建筑物进行空调、供暖和热水供应的技术。在夏季，污水的温度(12℃)要比室外空气温度低，易于系统将室内热量散失掉；在冬季该温度(12℃)却比室外空气温度(一20℃)高，系统可很高效的从该温度提取能量供给室内采暖。污水源热泵正是利用的这个特点，通过污水池内的换热器，与污水交换热量，并在处理后供给室内需求通俗而言，即将传统空调室外机“埋设”于污水池内的空调、采暖系统。水源热泵系统可遥过消耗1个kir的电能，将4个以上kw的热能免费提取到使用端释放。这样在采暖过程中就实现了消耗lkW电，产出4kW热的高效转换，我国自从上世纪90年代后期开始发展污水源热泵技术，在短短的10年时间里，这一技术发展迅速。国家和地方均相继出台了相关政策，鼓励污水源热泵技术的发展，目前通过的国家《可再生能源法》，把地热能列为七种可再生能源之一；国家建设部也推出了相关的规范——建设部《土壤源热泵系统工程技术规范》(GB50366-2005)；北京、沈阳等一些大中城市也颁布了一些列政策，鼓励水(地)源热泵技术的推广与实施。
二.污水源热泵技术可行性研究
(一)污水源热泵技术。污水再生水源热泵技术是一项先进、成熟的供热制冷技术。污水源热泵是利用污水处理厂出水量大，水质稳定，常年温度在12至25摄氏度等特点，以污水作为热源进行制冷、制热循环的一种空调装置污水源热泵具有热量输出稳定、COP值高、换热效果好、机组结构紧凑等优点，是实现污水资源化的有效途径。污水源热泵比燃煤锅炉环保，污染物的排放比空气源热泵减少40％以上，比电供热减少70％以上。它节省能源，比电锅炉加热节省2／3以上的电能，比燃煤锅炉节省i／2以上的燃料。由于污水源热泵的热源温度全年较为稳定，其制冷、制热系数比传统的空气源热泵高出4096左右，其运行费用仅为普通中央空调的50％～60％。因此，污水源热泵有着广阔的应用前景，但其使用还需解决以下问题：清洁技术的选择、系统形式的选择、污水源水温、流量的问题以及其保证性和经济性问题。
(二)污水源热泵系统的优点。
1．属可再生能源利用技术。污水源热泵系统主要是利用城市污水资源(通常是污水处理厂处理过的二级污水)作为冷热源，进行能量转换的供暖空调系统。
2．属经济有效的节能技术。一般污水的温度一年四季相对稳定，常年温度在12至25摄氏度等特点，这种温度特性使得污水源热泵系统比传统空调系统运行效率平均要高40％，因此可节能和节省运行费用40％左右。另外，由于污水温度相对恒定，使得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。
3．环境效益显著。污水源热泵的污染物排放，与空气源热泵相比，可减少40％以上，与电供暖相比，可减少70％以上，如果结合其它节能措施节能减排会更明显。该装置的运行没有任何污染，没有燃烧，没有排烟，也没有废弃物，不需要堆放燃料废物的场地，且不用远距离输送热量。
4．一机多用，应用范围广。污水源热泵系统可供暖、制冷，还可供生活热水，一机多用，一套系统可以替换原来的锅炉加空调的两套装置或系统：可应用于宾馆、商场、办公楼、学校等建筑。
(三)机组特性污水源热泵机组具有以下特性：
1．机组使用寿命长，均在25年以上；
2．机组紧凑、节省空间；
3．维护费用低，运行费用仅为传统空调的50一60％；
4．自动控制程度高，可无人值守。
三.本工程技术方案可行性研究
1.工程范围。
(1)污水源热泵机房内空调系统的优化设计。
(2)机房内所有设备的购置及安装、试压及运行调试，含与水泵等辅助设备连接的管道系统、办公楼内末端管道循环系统及风机盘管等设备安装、调试。
2.系统原理。
经过处理的污水(已达到中水排放标准)进入热泵机组的蒸发器，通过机组内部的制冷剂循环，把污水中的低品位热能转移到机组的冷凝器侧，提升为高品位热能，机组的冷凝器侧制取出较高温度的热水为区域供暖。如果按照供暖的最大峰值负荷来配置热泵机组，在供暖峰值负荷较小的初寒和中寒期，会造成部分热泵机组的闲置，使得系统初投资增加，因此考虑采用燃气锅炉调峰30％(供暖最大峰值负荷的30％)，热泵机组承担剩余的基础供暖负荷，污水的小时处理量12500tna／h，水温10℃，进入热泵机组的蒸发器，交换完热量后温度降为5"C回到污水排放口，热泵机组的冷凝器把供暖系统40"C的回水加热至I]45℃，然后再由燃气锅炉提升到47℃。
四.可行性分析的结论
结合项目特点和该地区水文地质条件等方面分析后，得出如下结论：
1．污水源热泵空调系统运行费用低于通常使用的燃煤采暖、空调方式，经济效益显著。
2．污水源热泵空调系统使用清洁的电力能源为辅助能源，对于公主岭城市来说，清洁环保的供暖方式对全市是一个示范作用。