城市污水热能采集技术世界投入应用
城市污水热能采集技术世界投入应用
——一个技术——
城市污水变成取暖、制冷的新能源
世界性的能源紧张及矿物能源对环境造成的严重污染。是困扰当今世界的两大难题．各国都在竭力寻找着可再生、无污染的能源。如今，多少人为之梦寐以求的事，在我国已经梦想成真!由哈尔滨工业大学市政学院孙德兴教授主持的课题——城市污水的再利用问题成功地将城市污水变成取暖、制冷的新能源。
——污水怎么变能源——
一个问题：堵塞与污染．正是污水被作为热泵冷热源的最大技术瓶颈
既然城市污水是这么好的资源。为什么以前没有得到利用，而让其白白流失了呢?技术壁垒在哪里呢?
其实，作为热桑的冷热源，城市污水很早就进入了人们的视线。
城市污水水量巨大，温度适宜稳定，且随季节变化幅度较小，冬暖夏凉．冬季在严寒地区也有10摄氏度以上，是热泵理想的、丰富的热源；夏季20摄氏度左右是空调废热理想的排放处。城市的生活污水虽然水质很差，但酸碱度适中(pH=7)。对管路设备无严重的腐蚀作用。所以，非常适于用作热泵的冷热源为建筑物供暖。
但孙德兴教授解释说。污水虽然量大温度适宜，其中的污杂物太多，使用时堵塞问题严重。据孙教授做的实验，污水在使用前过滤时，40秒内过滤网就堵塞了。堵塞与污染，正是污水被作为热泵冷热源的最大技术瓶颈。
在世界各地，污水被利用的已有研究成果和工程的都是要先建一个污水处理站。把污水处理后变成二级水使用。但局限的是，城市污水源热泵只能建在污水处理站附近，且只能供应污水处理站附近的建筑，其使用范围和开发空间都很有限。此外，建污水处理站费用很高，污水处理每吨要耗费几元钱，而从污水中提取的热能只值几角钱，得不偿失。即使采用最简单的水处理工艺，其处理成本也要大大地高于热泵从水中取热与取冷的价值，况且在城区水处理工艺的占地也成问题。
因此，把城市原生污水直接用作热泵冷热源，全世界都没有先例，这也被专家认为是不可能的。但创新就是要从不可能中寻找到可能!
一个原理：利用温差。进行冷热交换
北方寒冷地区10摄氏度的污水进入污水换热器，遇到比它温度低的中介水(3~6摄氏度)，交出一部分热量，本身温度降低为7摄氏度返回污水渠。获得了污水中热量的中介水进入热泵机组中的蒸发器，由于温差的存在(3-6摄氏度与10摄氏度)，它把热量交给了蒸发器中的制冷剂。在压缩机的驱动下，制冷剂被压缩输送到冷凝器，其温度可高达60。80摄氏度。再用另一股循环水就可以从冷凝器获取制冷剂的热量，并将这些热量输送到房间了。在房间中，循环水中的热量通过风机盘管或者地板 采暖系统中的地下盘管散发出来
经过科学研究，孙德兴教授敏感地认识到在暖通空调新能源开发利用领域中．真正有吸引力的是将城市原生污水开发成为热泵冷热源。
城市原生污水遍布城区，凡在建筑需要采暖空调之处，均有污水的排放。其数量浩大，建筑物排放污水中所含的热能足以供应1／6左右相应建筑面积采暖空调的能耗。从城市污水中提取热、冷量向建筑物供热、供冷，在无污染的情况下变废为宝，将城市污水中蕴含的可用能源用于建筑物的采暖空调．为城市污水的资源化，这正为开发利用可再生性、低品位清洁能源开辟了新途径。
一个装置：原生污水热能采集装置
历时3年，孙德兴教授带领吴荣华博士．利用冷热泵及特殊的污杂物处理装置，克服了与水质极差的城市原生污水换热过程中管路设备的堵塞与污染问题，以世界独有的工艺技术，开发出了“原生污水热能采集装置”。竟然初步成功地解决了堵塞和污染的问题。
孙德兴说：“城市原生污水冷热源空调设备属于一机三用，既可制冷，又可取暖．还同时供应热水。其间的转换由8个阀门来控制。
可取代锅炉房和中央空调装置的功能。”
从此，大规模地使用城市原生污水作为热泵冷热源成为可能。
——专家有说——
说法一：原生污水热能采集装置的采用．可以保证在采用城市原生污水时换热设备无堵塞地长时间运行
建筑物的采暖与空调能耗在国民经济总能耗中占有相当大的比例，工业发达国家可占到40％，我国的建筑能耗平均为总能耗的近20％，而在建筑能耗中，暖通空调能耗约占85％。其在能源消耗中举足轻重的地位，由此可见一斑。
孙德兴：“原生污水热能采集装置的采用．可以保证在采用城市原生污水时换热设备无堵塞地长时I；-J运行，其附加设备体积小．且运行时耗能微小，具有很大的节能与环保效益。”
说法二：与传统的冬季锅炉或热网供暖、夏季中央空调系统相比。原生污水热能采集装置的初投资与运行费用约可节省25％
孙德兴：“与传统的冬季锅炉或热网供暖、夏季中央空调系统相比，原生污水热能采集装置的初投资与运行费用约可节省25％。以黑龙江地区为例，试点的望江宾馆使用传统取暖、空调系统时，每平方米需61元费用。使用这项技术以后，每平方米则只需41元。一般来说．每1万平方米建筑就可节省初投资30万元一40万元，年运行费用可节省25％以上。”
说法三：在周而复始的循环中。污水带着脏物来，又带着脏物走。留下的就是有用的能量
零污染的替代能源大都需要通过热泵加以利用，但热泵又是需要环境能源的，例如天然水、河水、空气等，又称低温热源。而这种合适、可用的低温热源却并非处处都有。在我国北方严寒地区，冬季室外大气温度太低，就无法被用作热泵的热源。可作为热泵冷、热源的地下水．其开采又是受限制的。于是，城市污水就当之无愧地成为了这种“零污染”环境能源的首选。
吴荣华博士：“整个城市原始污水(冷)热源空调系统是一个开放性的大的循环系统。在这个大的循环系统中，还有一些小的循环系统。在周而复始的循环中，污水带着脏物来，又带着脏物走，留下的就是有用的能量。”
“以望江宾馆为例，城市原始污水(冷)热源空调系统建在了宾馆原先的空调机房内．用两个管线接通污水千渠与热泵装置．能量采集装置被安装在干渠的侧壁上，在那里，污水堵塞的问题就解决了。在取暖时，其中一条管线把没有经过处理的原始污水引进来，通过能量采集装置，把污水中的热量取出来、取完热后的污水再顺着另一紊管线流走。”
城市污水的科学高效使用，没对周边环境造成丝毫的污染。
